Phạm Thị Mai Phương đăng quang Hoa hậu Việt Nam 2002 khi còn đang theo học lớp chuyên Lý tại một ngôi trưởng nổi tiếng tại Hải Phòng. Đội trên đầu chiếc vương miện danh giá ở tuổi 17, cuộc sống của Mai Phương sau đó có nhiều biến chuyển. Cô là đại diện đầu tiên của Việt Nam ở đấu trường nhan sắc khốc liệt Miss World. Năm đó, Hoa hậu Mai Phương đã thể hiện hết sức, mỗi khoảnh khắc xuất hiện trên sân khấu đều tạo được ấn tượng với công chúng trong nước lẫn quốc tế. Cô là mỹ nhân Việt "mở bát" thành tích của đại diện Việt Nam ở Miss World. Mai Phương được gọi tên ở vị trí số 15 trong danh sách top 20 chung cuộc.
Hoa hậu Mai Phương từng chia sẻ về kỷ niệm đặc biệt này: "Là người đầu tiên tham gia cuộc thi thế giới, tôi được ban tổ chức hỗ trợ nhiều thứ, về trang phục cũng như tinh thần. Nhưng có lẽ ngày xưa đơn giản hơn bây giờ, tôi nhớ mình chỉ xách 2 va-li đi thi, không có người trang điểm đi theo. Kết quả lọt top 20 khiến tôi bất ngờ và hạnh phúc".
Trở về sau cuộc thi này, Hoa hậu Mai Phương tập trung vào việc học tập thay vì tranh thủ hoạt động showbiz. Cô trở thành sinh viên ngành Quản trị Kinh doanh tại một trường Đại học ở Anh. Hoa hậu Việt Nam 2002 từng khẳng định không hối hận về chuyện đi du học mà bỏ cơ hội làm showbiz. Đến năm 2004, Hoa hậu Nguyễn Thị Huyền trở thành người kế nhiệm Mai Phương. Sau khi hoàn thành việc du học ở Anh, Mai Phương về nước và công tác trong ngành hải quan.
Đến năm 2008, Mai Phương kết hôn với chồng là mối tình đầu, cả hai bên nhau từ cấp 3 sau thời gian vung đắp tình cảm, vượt qua nhiều thử thách thì quyết định về chung nhà. Cũng từ cột mốc này, Hoa hậu Mai Phương lui vể "ở ẩn", không hoạt động mạng xã hội cũng chẳng xuất hiện trước công chúng.
Cô lần lượt chào đón 2 bé trai tên Hải Đông và Hải Long vào năm 2009, 2012. Cho đến thời gian gần đây, Mai Phương thỉnh thoảng sẽ chia sẻ vài hình ảnh gia đình lên mạng xã hội và thu hút sự chú ý của công chúng.
Sau 22 năm đăng quang, Hoa hậu Mai Phương giờ an nhàn với cuộc sống làm văn phòng, hiếm hoi xuất hiện trong vài sự kiện văn hóa, giải trí được tổ chức ở Hải Phòng. Hoa hậu Mai Phương có mối quan hệ thân thiết với Hoa hậu Ngọc Hân. Trong tiệc cưới của Hoa hậu Ngọc Hân hồi cuối năm 2022, Hoa hậu Mai Phương có khoảnh khắc đọ sắc gây sốt với Đặng Thu Thảo và Đỗ Hà.