Nguyễn Thị Huyền tham gia phim "Thời xa vắng" khi đang là sinh viên năm thứ nhất của Học viện Báo chí và Tuyên truyền. Trong phim, cô vào vai Hương - cô gái yêu Sài hết mực. Biết Sài không hạnh phúc với cuộc hôn nhân sắp đặt bên người vợ lớn tuổi hơn, Hương chủ động đến với Sài. Cô muốn giúp Sài thoát khỏi bi kịch nhưng cuối cùng, chính cô cũng không vượt qua được những dị nghị của người đời. Dù không có kinh nghiệm diễn xuất nhưng người đẹp gốc Hải Phòng thể hiện rất tốt nhân vật Hương.Một thời gian sau khi đóng phim "Thời xa vắng", Nguyễn Thị Huyền đăng quang ngôi vị Hoa hậu Việt Nam 2004. Tiếp đến, cô lọt vào top 15 cuộc thi Hoa hậu Thế giới. Năm 2006, Nguyễn Thị Huyền sang Anh du học.Sau này nhà thơ Dương Kỳ Anh - cha đẻ của cuộc thi Hoa hậu Việt Nam tiết lộ, trước đêm chung kết, ban tổ chức nhận được thông tin Nguyễn Thị Huyền từng bị đánh ghen và bị cạo đầu. Tuy nhiên, thông tin này đã được xác minh là không đúng sự thật. Sau này, từng có lần Nguyễn Thị Huyền tiết lộ, cô cạo đầu là để phục vụ cho việc hóa thân vào vai Hương trong phim "Thời xa vắng".Năm 2010, Nguyễn Thị Huyền đóng phim "Lâu đài tình ái" cùng với Hoài Linh và Phi Nhung. Trong phim, cô vào vai một cô gái bị câm, điếc. "Tôi phải bỏ ra nửa tháng cùng đoàn làm phim vào tận các trường dành cho trẻ khuyết tật, quan sát cử chỉ, động tác sinh hoạt của các em để làm tư liệu cho vai diễn" - Hoa hậu Việt Nam năm 2004 chia sẻ.Là hoa hậu có vẻ đẹp Á đông nên Nguyễn Thị Huyền từng xuất hiện với tư cách là người mẫu cho bộ sưu tập áo dài của một NTK. Hình ảnh của cô nhận được rất nhiều phản hồi tích cực từ phía khán giả.Nguyễn Thị Huyền từng được Đàm Vĩnh Hưng động viên đi theo con đường ca hát. "Ông hoàng nhạc Việt" nhận thấy, người đẹp gốc Hải Phòng rất thích hợp với dòng nhạc xưa. Anh từng có ý định để cô trình diễn với vai trò ca sĩ trong liveshow riêng của Dương Triệu Vũ. Tuy nhiên, vì nhiều lý do, cuối cùng Hoa hậu Việt Nam 2004 chỉ xuất hiện trên sân khấu với tư cách diễn viên minh họa. Đàm Vĩnh Hưng tâm sự, Nguyễn Thị Huyền rất thích ca hát nhưng khi vào thực tế lại hoảng sợ. Rất nhiều lần, dù đã được chuẩn bị nhưng khi bước ra sân khấu để khớp nhạc, cô lại không tự tin và xin khất tới lần sau.Mới đây nhất, Nguyễn Thị Huyền khiến người hâm mộ bất ngờ khi khoe giọng hát ấn tượng với ca khúc "Million years ago" của nữ danh ca Adele. Hoa hậu tâm sự, để có được phần trình diễn ngắn này, cô phải tập luyện rất nhiều với ca sĩ Tùng Dương.Có thể nói, trong số các hoa hậu của Việt Nam, Nguyễn Thị Huyền là một trong những người có nhiều tài năng nghệ thuật nhất. Cô có thể đóng phim, ca hát và làm người mẫu. Tuy nhiên, người đẹp gốc Hải Phòng cho hay, cô chỉ đến với nghệ thuật vì tò mò, chứ ưu tiên lớn nhất của cô là tập trung vào việc giảng dạy tại Học viện Báo chí và Tuyên truyền. Ngoài ra, cô còn dồn nhiều tâm huyết cho công ty truyền thông riêng.
Nguyễn Thị Huyền tham gia phim "Thời xa vắng" khi đang là sinh viên năm thứ nhất của Học viện Báo chí và Tuyên truyền. Trong phim, cô vào vai Hương - cô gái yêu Sài hết mực. Biết Sài không hạnh phúc với cuộc hôn nhân sắp đặt bên người vợ lớn tuổi hơn, Hương chủ động đến với Sài. Cô muốn giúp Sài thoát khỏi bi kịch nhưng cuối cùng, chính cô cũng không vượt qua được những dị nghị của người đời. Dù không có kinh nghiệm diễn xuất nhưng người đẹp gốc Hải Phòng thể hiện rất tốt nhân vật Hương.
Một thời gian sau khi đóng phim "Thời xa vắng", Nguyễn Thị Huyền đăng quang ngôi vị Hoa hậu Việt Nam 2004. Tiếp đến, cô lọt vào top 15 cuộc thi Hoa hậu Thế giới. Năm 2006, Nguyễn Thị Huyền sang Anh du học.
Sau này nhà thơ Dương Kỳ Anh - cha đẻ của cuộc thi Hoa hậu Việt Nam tiết lộ, trước đêm chung kết, ban tổ chức nhận được thông tin Nguyễn Thị Huyền từng bị đánh ghen và bị cạo đầu. Tuy nhiên, thông tin này đã được xác minh là không đúng sự thật. Sau này, từng có lần Nguyễn Thị Huyền tiết lộ, cô cạo đầu là để phục vụ cho việc hóa thân vào vai Hương trong phim "Thời xa vắng".
Năm 2010, Nguyễn Thị Huyền đóng phim "Lâu đài tình ái" cùng với Hoài Linh và Phi Nhung. Trong phim, cô vào vai một cô gái bị câm, điếc. "Tôi phải bỏ ra nửa tháng cùng đoàn làm phim vào tận các trường dành cho trẻ khuyết tật, quan sát cử chỉ, động tác sinh hoạt của các em để làm tư liệu cho vai diễn" - Hoa hậu Việt Nam năm 2004 chia sẻ.
Là hoa hậu có vẻ đẹp Á đông nên Nguyễn Thị Huyền từng xuất hiện với tư cách là người mẫu cho bộ sưu tập áo dài của một NTK. Hình ảnh của cô nhận được rất nhiều phản hồi tích cực từ phía khán giả.
Nguyễn Thị Huyền từng được Đàm Vĩnh Hưng động viên đi theo con đường ca hát. "Ông hoàng nhạc Việt" nhận thấy, người đẹp gốc Hải Phòng rất thích hợp với dòng nhạc xưa. Anh từng có ý định để cô trình diễn với vai trò ca sĩ trong liveshow riêng của Dương Triệu Vũ. Tuy nhiên, vì nhiều lý do, cuối cùng Hoa hậu Việt Nam 2004 chỉ xuất hiện trên sân khấu với tư cách diễn viên minh họa. Đàm Vĩnh Hưng tâm sự, Nguyễn Thị Huyền rất thích ca hát nhưng khi vào thực tế lại hoảng sợ. Rất nhiều lần, dù đã được chuẩn bị nhưng khi bước ra sân khấu để khớp nhạc, cô lại không tự tin và xin khất tới lần sau.
Mới đây nhất, Nguyễn Thị Huyền khiến người hâm mộ bất ngờ khi khoe giọng hát ấn tượng với ca khúc "Million years ago" của nữ danh ca Adele. Hoa hậu tâm sự, để có được phần trình diễn ngắn này, cô phải tập luyện rất nhiều với ca sĩ Tùng Dương.
Có thể nói, trong số các hoa hậu của Việt Nam, Nguyễn Thị Huyền là một trong những người có nhiều tài năng nghệ thuật nhất. Cô có thể đóng phim, ca hát và làm người mẫu. Tuy nhiên, người đẹp gốc Hải Phòng cho hay, cô chỉ đến với nghệ thuật vì tò mò, chứ ưu tiên lớn nhất của cô là tập trung vào việc giảng dạy tại Học viện Báo chí và Tuyên truyền. Ngoài ra, cô còn dồn nhiều tâm huyết cho công ty truyền thông riêng.