Vượt qua hàng ngàn người đẹp có mặt trong chương trình Hoa hậu Hoàn vũ Việt Nam 2015, Phạm Hương đăng quang ngôi vị cao nhất ngày 3/10/2105 tại thành phố biển Nha Trang. Với giải thưởng này, Phạm Hương được đại diện chính thức Việt Nam tham gia Hoa hậu Hoàn vũ 2015.
Ngày 3/12 theo giờ Việt Nam, hoa hậu Phạm Hương đã có mặt tại thành phố Las Vegas, bang Nevada, Mỹ. Chính thức bắt đầu tham dự vòng chung kết Hoa hậu Hoàn vũ 2015.
Ngay từ ngày đầu Phạm Hương có mặt tại cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ, cô cũng đã được đánh giá khá cao. Theo dự đoán của những trang web uy tín chuyên theo dõi các cuộc thi hoa hậu, đại diện của Việt Nam - Hoa hậu Phạm Hương đứng ở vị trí thứ 2 trong top 5 người đẹp tiềm năng nhất của cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ 2015. Còn theo nhận định từ trang Missosology, hoa hậu Phạm Hương là ứng cử viên sáng giá cho danh hiệu Hoa hậu tại cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ 2015 bởi cô hội tụ đầy đủ các yếu tố về sắc và tài.
Ngày 6/12 các người đẹp chính thức hội tụ trong buổi tiệc chào đón các thí sinh, đây cũng là thời điểm xuất hiện đầy đủ các thí sinh tham dự cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ 2015. Phạm Hương bắt đầu làm quen với các thí sinh có mặt tại cuộc thi.
Phạm Hương bắt đầu tham gia các hoạt động chính thức của chương trình, thực hiện chụp ảnh, quay phỏng vấn.
Trong buổi phỏng vấn, Phạm Hương tạo chú ý bất ngờ khi thể hiện ca khúc Hello Việt Nam khi giới thiệu về Việt Nam với thế giới.
Những hình ảnh chính thức của Phạm Hương và các thí sinh tại cuộc thi đã lộ diện vào ngày 11/12. Đại diện Việt Nam được đánh giá khá cao.
Phạm Hương trong trang phục bikini
Ảnh chân dung của Phạm Hương
Và theo nhận định của chuyên gia sắc đẹp người Pháp, Phạm Hương sở hữu số đo thể hình chuẩn không kém các “thiên thần” nội y của Victoria’s Secret.
Trong đêm hội bán đấu giá gây quỹ từ thiện, một hoạt động của cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ 2015, người đẹp Phạm Hương của Việt Nam đã diện chiếc áo dài trắng tinh khôi. Các người đẹp hoàn vũ đã mang những món quà đậm văn hóa quê hương giới thiệu với bạn bè thế giới.
Với sự quan tâm và ủng hộ từ quê nhà, Phạm Hương có lượng fans và lượt theo dõi khá cao nên được chú ý và cô được chọn quản lý tài khoản Instagram của cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ 1 ngày. Với ưu thế này, Phạm Hương có thể chia sẻ nhiều hơn hình ảnh của mình đến với khán giả theo dõi cuộc thi.
Trong tối 13/12, các thí sinh của cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ 2015 đã tham gia phần thi tài năng. Phạm Hương đã “gây sốt” truyền thông nước nhà và được khen ngợi của quốc tế tại cuộc thi khi chọn di sản văn hóa phi vật thể - đờn ca tài tử Nam Bộ - ca khúc “Dạ cổ hoài lang” để trình diễn tại cuộc thi.
Đêm bán kết cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ 2015, Hoa hậu Phạm Hương xuất hiện trên sân khấu trong chiếc đầm gắn kim sa tuyệt đẹp và tự tin hô vang hai tiếng "Việt Nam". Người đẹp Việt Nam là người cuối cùng ra chào khán giả và giám khảo.
Sải bước tự tin, cùng nụ cười tươi tắn, rạng ngời trên môi của Phạm Hương thực sự thu hút sự chú ý của khán giả trong phần trình diễn bikini. Phạm Hương diện bikini màu hồng tôn nước da trắng nõn, lắc hông và hất tóc rất uyển chuyển. Dù là thí sinh cuối cùng trong phần thi áo tắm nhưng Phạm Hương vẫn trình diễn rất xuất sắc.
Trong phần trình diễn trang phục dạ hội, đại diện của Việt Nam trình diễn rất chuyên nghiệp và lôi cuốn. Những sải bước duyên dáng cùng ánh mắt tự tin của Hương giúp cô có một phần trình diễn hoàn hảo.
Phạm Hương đã có phần thể hiện trang phục dân tộc nhẹ nhàng như ấn tượng bên cạnh những trang phục rất hoành tráng của thí sinh các nước.
Cũng sau đêm thi bán kết, Phạm Hương tạm dẫn đầu các trang bình chọn.Tuy nhiên, trong đêm chung kết, đại diện Việt Nam không lọt vào top 15 của giám khảo. Kết quả này là một sự đáng tiếc cho nhan sắc Việt bởi Phạm Hương có lẽ là một đại diện tốt nhất từ trước đến nay của Việt Nam tại cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ.