Ca sỹ Thái Thanh (Tên khai sinh là Phạm Thị Băng Thanh) sinh năm 1934 tại Hà Nội, trong một gia đình có truyền thống văn nghệ. Cha của bà là Phạm Đình Phụng, có 2 vợ, vợ đầu sinh ra Phạm Đình Sỹ và Phạm Đình Viêm, vợ sau sinh ra Phạm Thị Quang Thái (Ca sỹ Thái Hằng), Nhạc sỹ Phạm Đình Chương và con út là Phạm Thị Băng Thanh.
Thái Thanh bắt đầu sự nghiệp ca hát từ năm 13-14 tuổi. Thời kỳ đầu, bà đi hát theo chị là ca sĩ Thái Hằng ở các phòng trà với các bài tân nhạc thời kỳ đầu, hay các bài dân ca mới của nhạc sỹ Phạm Duy. Đến năm 1951, bà chính thức lấy nghệ danh Thái Thanh cho giống người chị Thái Hằng.
Thái Thanh sở hữu một giọng hát cũng như lối hát đặc biệt, mang tính chất opera nhưng chịu nhiều ảnh hưởng của Chầu văn, quan họ, chèo là những bộ môn nghệ thuật được bà tự rèn luyện, học tập từ thuở nhỏ tại quê nhà. Do lúc đó Việt Nam chưa có trường âm nhạc, bà tự học nhạc bằng cách đặt mua các sách luyện thanh bằng tiếng Pháp từ Pháp.
Giọng hát của bà có âm vực rộng, nằm giữa nữ trung và nữ cao, nên thể loại nhạc bà hát cũng rất đa dạng, phong phú. Vì thế, sự khổ luyện của Thái Thanh đã đem lại thành công khi khán giả coi Thái Thanh như là “Đệ Nhất danh ca” của dòng nhạc tiền chiến cũng như nhạc tình miền Nam giai đoạn 1954-1975. Đặc biệt tên tuổi của bà cũng đặc biệt gắn liền với các nhạc phẩm của nhạc sĩ Phạm Duy. Bà đã tạo ra một trường phái riêng hòa trộn giữa tính chất operaTây Phương với dân nhạc Việt Nam, ảnh hưởng tới nhiều nữ ca sĩ giọng cao của thế hệ sau như Mai Hương, Quỳnh Giao, Ánh Tuyết…
Năm 1956, Thái Thanh kết hôn với tài tử Lê Quỳnh tại Sài Gòn nhưng tới năm 1965 bà ly dị sau khi đã có chung với nhau ba con gái và hai con trai. Thái Thanh tiếp tục đi hát cho đến năm 1985 thì sang Mỹ định cư.. Tại Mỹ, Thái Thanh tiếp tục trình diễn và thu âm cho đến khi nói lời giải nghệ vào năm 2002.
Gia đình Thái Thanh có nhiều người thành danh trong lĩnh vực âm nhạc, ngoài Thái Thanh ra, thì chị Phạm Thị Quang Thái cũng là ca sĩ nổi tiếng với nghệ danh Thái Hằng. Phạm Đình Chương, anh bà cũng là một nhạc sĩ lớn của tân nhạc Việt Nam và cũng là một ca sĩ với nghệ danh Hoài Bắc. Người anh cùng cha khác mẹ Phạm Đình Viêm được biết đến nhiều với nghệ danh Hoài Trung.
Thái Thanh, Thái Hằng, Hoài Bắc, Hoài Trung đều hát trong ban hợp ca Thăng Long nổi tiếng thời bấy giờ. Thái Thanh trở thành em vợ của nhạc sĩ Phạm Duy sau khi ông lấy Thái Hằng làm vợ, nên cũng là dì của các ca sĩ Duy Quang, Thái Hiền, Thái Thảo sau này. Ngoài ra bà còn là cô ruột của ca sĩ Mai Hương, con gái Phạm Đình Sỹ và kịch sĩ Kiều Hạnh.
Trong suốt cuộc đời đi hát của mình, Thái Thanh được coi như giọng hát hàng đầu của Tân nhạc Việt Nam. Bà đã thu âm với hầu hết các hãng địa tại Việt Nam cũng như các hãng địa Việt Nam tại Hoa Kỳ. Bà cũng đạt nhiều thành công khi thể hiện các sáng tác của nhiều các nhạc sỹ, nhưng thành công nhất vẫn là các ca khúc của nhạc sỹ Phạm Duy. Bà đã góp phần để nhạc Phạm Duy lên tầm cao mới, trở thành nhạc sỹ hàng đầu của âm nhạc Việt.
Ca sỹ Khánh Ly đã từng nói: “Tôi xem Thái Thanh như ngọn hải đăng của mình”, ca sỹ Lê Thu cũng nói: “Chúng tôi không là những giọng hát vượt thời gian được, nếu nói vượt thời gian chỉ duy nhất dành cho danh ca Thái Thanh mà thôi”.
Khi mất đi, ngoài di sản là giọng hát, Thái Thanh còn truyền lại niềm đam mê âm nhạc cho các thế hê sau. 2 Con gái Lê Thị Ý Lan và Lê Thị Quỳnh Dao của Thái Thanh sau này trở thành ca sĩ nổi tiếng Ý Lan, ca sỹ Quỳnh Hương. Các cháu ngoại của bà cũng có nhiều người đi theo con đường ca hát như ca sỹ Mai Linh, Ý Thi, Thanh Hương, Quỳnh Trang.....