Thi Bui est née dans ce qui était alors Saigon, au Vietnam, trois mois avant la chute de Saigon pendant la guerre du Vietnam. Elle fait partie d'une fratrie de six enfants; deux de ses frères et sœurs plus âgés sont décédés avant sa naissance. Sa famille, qui faisait partie des " Boat-people" d'Asie du Sud-Est, est arrivée dans un camp de réfugiés en Malaisie. Ils ont finalement obtenu l'asile aux États-Unis et y ont migré en 1978. Elle réside actuellement à Bay Area avec son mari et ses deux fils.