Sau khi thi đỗ trường Đại học Thương mại, người đẹp quê lúa dừng chơi bóng chuyền. Năm 2010, Nguyễn Loan bắt đầu đến với sân chơi sắc đẹp, tham gia Hoa hậu Việt Nam 2010. Cô có mặt trong Top 5 và đoạt giải phụ Người đẹp Biển.
Nhan sắc của Người đẹp Biển, Top 5 Hoa hậu Việt Nam 2010.
Năm 2013, Nguyễn Loan tiếp tục dự thi Hoa hậu các dân tộc Việt Nam và giành giải Á hậu 2. Trước đó, cô đã gây chú ý và được dự đoán là một trong những ứng viên nặng ký nhất.
Với kinh nghiệm từ hai cuộc thi hoa hậu trong nước, năm 2014, Nguyễn Loan được cử đi thi Miss World - một trong hai đấu trường sắc đẹp lớn nhất thế giới. Người đẹp Thái Bình khá tự tin vào khả năng giao tiếp, trình diễn, cũng như catwalk.
Khi đi thi với thời gian chuẩn bị gấp gáp và không qua được kỳ vọng ngay từ đầu nhưng Nguyễn Loan bất ngờ lọt Top 25 (tức vòng bán kết) Hoa hậu Thế giới. Người đẹp gốc Thái Bình luôn đạt điểm khá ở các phần thi phụ như Hoa hậu Thể thao, Tài năng... Trong cuộc thi năm ấy, Nguyễn Loan chia sẻ cô cảm thấy hơi tiếc nuối khi không hoàn thiện phần thi năng khiếu, mất khả năng cạnh tranh vào Top 10.
Nhan sắc của Nguyễn Thị Loan được đánh giá cao trong các cuộc thi nhan sắc trong và ngoài nước.
Là một người yêu thích các cuộc thi nhan sắc nên năm 2015, Nguyễn Thị Loan tham gia Hoa hậu Hoàn vũ Việt Nam 2015. Khán giả khá bất ngờ với quyết định của cô nhưng với Nguyễn Thị Loan, cô muốn dùng tuổi trẻ để trải nghiệm những gì mà bản thân mong muốn. Với chiều cao 1,75 m cùng số đo ba vòng cân đối 89-62-92, Nguyễn Thị Loan là một trong những thí sinh sở hữu vóc dáng đẹp nhất Hoa hậu Hoàn vũ Việt Nam. Tuy nhiên kết quả cuối cùng cô chỉ lọt Top 5. Năm ấy, người đăng quang ngôi vị cao nhất là Phạm Hương, còn Trà My và Lệ Hằng đoạt Á hậu.
Dù không được như kỳ vọng nhưng Nguyễn Thị Loan vẫn quyết định tham gia một cuộc thi nữa. Năm 2016, cô tham gia cuộc thi Miss Grand International (Hoa hậu Hòa bình Quốc tế) và có mặt trong Top 20 chung cuộc. Vóc dáng săn chắc, cân đối là lợi thế của đại diện Việt Nam ở phần thi bikini.
Năm 2017, Nguyễn Thị Loan tiếp tục trở thành đại diện Việt Nam tham gia Miss Universe - Hoa hậu Hoàn vũ Thế giới. Trong cuộc thi năm ấy, cô được chuyên trang Missosology đánh giá là 1 trong 15 thí sinh sở hữu thể hình đẹp nhất Miss Universe 2017 theo đánh giá của chuyên trang. Tuy nhiên, kết quả chung cuộc Nguyễn Thị Loan đã không lọt Top 16.
Từ một cô gái xuất thân ở vùng quê bình dị, Nguyễn Thị Loan đã tạo ra câu chuyện của riêng mình. Cô được đi khắp nơi trên thế giới và tham gia 3 cuộc thi nhan sắc lớn nhất hành tinh.
Dù chưa một lần chạm tay vào vương miện nhưng so với nhiều người đẹp trong làng nhan sắc, Nguyễn Thị Loan vẫn có vị thế nhất định. Cô lọt top cao ở hầu hết các cuộc thi trong nước và gây ấn tượng tốt tại các cuộc thi ở ngoài nước. Có thể nói, Nguyễn Thị Loan dành cả tuổi thanh xuân để tham gia các cuộc thi nhan sắc. Từ sau cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ, 3 năm qua, Nguyễn Thị Loan chọn cuộc sống ở ẩn.
Không lựa chọn cuộc sống hào quang trong làng giải trí, hiện tại, Nguyễn Thị Loan là một doanh nhân. 30 tuổi, người đẹp không hào hứng với những câu chuyện ồn ào. Cô dành thời gian cho công việc và chăm sóc gia đình. Người đẹp cũng cực kỳ kín tiếng trong đời tư vì muốn bản thân có cuộc sống bình yên nhất.
Hiện tại, Nguyễn Thị Loan lựa chọn cuộc sống bình lặng cho riêng mình.
Có một thời gian, Nguyễn Thị Loan gần như biến mất khỏi cuộc sống của giới nhan sắc. Cô kể rằng, có một thời gian người đẹp như rơi vào trầm cảm. Cô không thiết tha gặp ai, cũng không muốn chia sẻ bất kỳ điều gì. Hiện tại, sau một thời gian học thiền, Nguyễn Thị Loan mới quay trở lại cuộc sống bình thường. Cô của hiện tại hạnh phúc và vui vẻ hơn. Người đẹp cũng hào hứng với công việc sắp tới của mình.
30 tuổi bước sang một giai đoạn mới, hỏi Nguyễn Thị Loan có quan tâm đến các cuộc thi nhan sắc dành cho nữ doanh nhân hay hoa hậu dành cho phụ nữ có gia đình không, cô cho biết đã không còn hứng thú nữa. Hiện tại, cô chỉ muốn tập trung tốt cho công việc, đi du học và tiếp tục sự nghiệp diễn xuất của mình.
