NSND Trà Giang sinh năm 1942 tại Quảng Ngãi trong gia đình có truyền thống nghệ thuật. Bố NSND Trà Giang là NSƯT Nguyễn Văn Khánh. Từ nhỏ, bà đã được bố cho đi xem kịch, cải lương và múa nên sớm nảy nở tình yêu với nghệ thuật.

NSND Trà Giang theo học lớp Diễn viên khóa đầu tiên của Trường Điện ảnh Việt Nam cùng thời với nhiều tên tuổi lớn như nghệ sĩ Thụy Vân, nghệ sĩ Thế Anh, nghệ sĩ Lâm Tới...

Năm 19 tuổi, NSND Trà Giang bắt đầu đóng phim và sau khi ra trường bà công tác tại Hãng phim truyện Việt Nam.

NSND Trà Giang ghi dấu ấn với loạt vai diễn trong các phim như: Mối tình đầu, Chị Tư Hậu, Vĩ Tuyến 17 ngày và đêm, Dòng sông hoa trắng... Và giành được nhiều giải thưởng lớn trong và ngoài nước như: Diễn viên nữ xuất sắc nhất tại Liên hoan phim Quốc tế Moskva lần thứ 8; Nữ diễn viên chính xuất sắc tại Liên hoan phim Việt Nam lần thứ 4; Nữ diễn viên xuất sắc tại Liên hoan phim Việt Nam lần thứ 8...

Với tài năng diễn xuất, bà được coi là một trong những huyền thoại thời kỳ đầu của nền điện ảnh Việt Nam. Vào năm 1984, bà là nữ diễn viên đầu tiên vinh dự được phong tặng danh hiệu nghệ sĩ nhân dân (NSND).

Mặc dù sở hữu nhiều vai diễn thành công nhưng từ khoảng năm 1989, NSND Trà Giang dần vắng bóng. Theo bà chia sẻ là vì không thể tìm được vai diễn ưng ý.

Về đời tư, NSND Trà Giang có một mối tình duy nhất với cố Giáo sư, Tiến sĩ âm nhạc Nguyễn Bích Ngọc. Trong mắt bà, chồng là người yêu thương và tận tâm với vợ. Nữ nghệ sĩ từng chia sẻ, chồng không chỉ chăm sóc bà trong những ngày đi làm phim mà còn dạy bà cách chèo thuyền thúng để đóng phim.

Chính vì thế mà khi chồng qua đời vào năm 1999, NSND Trà Giang rất đau buồn và sống một mình cho đến hiện tại.

Mặc dù ở một mình nhưng sức khỏe NSND Trà Giang vẫn rất tốt. Con gái dù ở xa nhưng vẫn luôn quan tâm, đồng hành cùng bà. Nhiều năm trở lại đây, NSND Trà Giang dành phần lớn thời gian cho tình yêu hội họa. Bà từng chia sẻ tìm được niềm vui, sự say mê khi vẽ.

Thỉnh thoảng NSND Trà Giang cũng tham gia một số sự kiện của điện ảnh Việt. Như Lễ kỷ niệm 70 năm Điện ảnh cách mạng Việt Nam diễn ra hồi tháng 3 năm nay. Ở tuổi 81 nhưng bà vẫn rất khỏe mạnh và đẹp lão.