Thẩm Thúy Hằng tên thật là Nguyễn Kim Phụng, sinh năm 1940 tại Hải Phòng, một năm sau di cư vào Nam và lớn lên tại An Giang. Học hết tiểu học, cô vào Sài Gòn sống cùng chị gái, học cấp ba.
Năm 16 tuổi, nổi tiếng là hoa khôi trong giới học sinh, cô lẻn theo gia đình tham gia cuộc thi tuyển diễn viên phim của Hãng phim Mỹ Vân và đoạt giải nhất. Chính chủ hãng phim này đã đặt nghệ danh cho cô là Thẩm Thúy Hằng.
Minh tinh màn bạc Thẩm Thúy Hằng18 tuổi, ngay lần đầu chạm ngõ điện ảnh với vai Tam Nương trong phim. Người đẹp bình dương, cô đã gây ấn tượng mạnh và vụt lên như một minh tinh màn bạc. Danh xưng “Người đẹp Bình Dương” cũng gắn liền với cô từ đó. Ngoài ra, cô còn nổi tiếng với vai diễn Zhi Nữ trong phim Cô gái dệt vải và người chăn bò.
Sau khi trở nên nổi tiếng, cô xuất hiện trong hàng chục bộ phim khác nhau và trở thành người nổi tiếng có doanh thu cao nhất vào thời điểm đó. Có thông tin tiết lộ, cô từng được trả cát-xê cả triệu đồng cho một vai diễn (tương đương 1kg vàng thời điểm đó).
Năm 1969, bà thành lập xưởng phim mang tên mình, sau đổi thành Vilifilms với một số tác phẩm tiêu biểu như: Chiều Kỷ Niệm, Cô, Buồn…
Cô cũng đã tham dự nhiều liên hoan phim, xuất hiện tại Hong Kong, Đài Loan, Hàn Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Singapore, Indonesia …
Không chỉ điện ảnh, Thẩm Thúy Hằng còn tham gia lĩnh vực sân khấu, đóng kịch và cải lương. Ban hát Thẩm Thúy Hằng từng là một trong những đoàn hát ăn khách nhất Sài Gòn lúc bấy giờ với các vở: Mẹ già, Suối tình, Đôi mắt sứ… Trên sân khấu Cải lương, Thẩm Thúy Hằng cũng được đánh giá cao với vai diễn cô đào Cẩm Lệ trong vở Bóng của tăm cá của đoàn Thanh Minh – Thanh Nga …
Sau năm 1975, Thẩm Thúy Hằng ở lại Việt Nam. Cô tiếp tục tham gia các bộ phim cách mạng như: Tội ác như vậy, Ngọn lửa Krông Jung, Hồ sơ một đám cưới, Đám cưới trong tang thương, Cho trọn ngày mai, Nơi gặp gỡ tình yêu…
Ở lĩnh vực sân khấu, Thẩm Thúy Hằng có những vai diễn đáng chú ý trong Cho tình yêu tương lai, Đôi bông tai, Hoa myrtle trắng, Biệt thự tàn tích…
Trong sự nghiệp diễn xuất của mình, cô đã giành được một số giải thưởng: danh hiệu Hoa hậu Ảnh toàn châu Á (1964); Nam diễn viên Châu Á xuất sắc nhất tại Liên hoan phim Đài Bắc; Ảnh hậu châu Á trong Liên hoan phim châu Á tổ chức tại Hồng Kông và Đài Loan (1972-1974); Giải Kim Khánh (Ảnh hậu Quốc gia – 1973), Giải Nữ diễn viên khả ái nhất tại Liên hoan phim Matxcova và Tasken ở Liên Xô (1982).
Vai diễn cuối cùng của Thẩm Thúy Hằng là vai Phồn Dịch trong vở Lôi Vũ của đoàn Diamond. Sau đó, cô đã chọn ở ẩn và sống một cuộc sống yên tĩnh trước khi qua đời.
