Erste Erfahrungen bei internationalen Wettbewerben sammelte Bùi Thị Thu Thảo bei den Juniorenasienmeisterschaften 2010 in Hanoi, bei denen sie mit 4170 Punkten die Bronzemedaille im Siebenkampf gewann. 2011 belegte sie bei den Südostasienspielen in Palembang je den fünften Rang im Siebenkampf und im Weitsprung. Zwei Jahre später gewann sie bei den Südostasienspielen in Naypyidaw mit 6,14 m die Bronzemedaille. 2014 nahm sie erstmals an den Asienspielen im südkoreanischen Incheon teil und gewann mit 6,44 m die Silbermedaille hinter der Indonesierin Maria Natalia Londa. 2015 gewann sie bei den Südostasienspielen in Singapur mit 6,65 m die Silbermedaille, wie auch bei den Hallenasienmeisterschaften in Doha 2016 mit 6,30 m hinter der Inderin Mayookha Johny.