Nghệ sĩ sinh năm 1963 trong một gia đình có truyền thống hoạt động trong ngành nghệ thuật. Từ nhỏ, cô thường được chọn làm mẫu cho các lớp quay phim. Khi mới ba, bốn tuổi, Lan Hương từng được các đạo diễn Bạch Diệp, Đức Hoàn mời đóng phim nhưng ông bà ngoại không đồng ý vì cho rằng cháu còn quá nhỏ.
Năm 1972, đạo diễn Hải Ninh – người bạn thân thiết của gia đình – viết kịch bản về một em bé trong chiến tranh. Tác phẩm ban đầu có tên Em bé An Dương, sau đổi thành Em bé Khâm Thiên và cuối cùng là Em bé Hà Nội. Đầu năm đó, đạo diễn tìm đến nhà, thuyết phục mẹ Lan Hương cho con gái thử vai.
Nghệ sĩ sau đó được chọn vào vai Ngọc Hà, cô bé thất lạc gia đình sau những năm dài sơ tán vì chiến tranh. Bộ phim giành Bông Sen Vàng tại Liên hoan phim Việt Nam lần thứ ba, đưa tên tuổi diễn viên nhí đến với đông đảo khán giả. Hình ảnh Ngọc Hà với mái tóc ngắn ngang vai, đôi mắt đượm buồn và cây vĩ cầm bên mình trở thành một trong những hình tượng điện ảnh khó quên, in dấu trong ký ức nhiều thế hệ.