Đỗ Mỹ Linh có chiều cao 1,71 m, nặng 52 kg với số đo ba vòng lần lượt 87-61-94 cm. Cô là sinh viên Đại học Ngoại thương Hà Nội, khoa Quản trị Kinh doanh
Năm 2014, Mỹ Linh đã đăng ký thi Hoa hậu Việt Nam nhưng rút lui vào phút cuối vì lý do sức khỏe.
Năm 2015, Mỹ Linh tham gia cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ Việt Nam và dừng lại ở top 15.
Trước khi đăng quang Hoa hậu Việt Nam 2016, Mỹ Linh làm thêm tại cửa hàng thời trang để trang trải thêm cho việc học.

Ngày 28 tháng 8 năm 2016, tại vòng chung kết Hoa hậu Việt Nam tổ chức tại Thành phố Hồ Chí Minh, Đỗ Mỹ Linh đã đăng quang Hoa hậu Việt Nam 2016.

Tháng 11 năm 2017, cô đại diện Việt Nam tham dự cuộc thi Hoa hậu Thế giới diễn ra tại Trung Quốc và lọt vào top 40 chung cuộc. Đỗ Mỹ Linh đã giành chiến thắng phần thi Hoa hậu nhân ái (Đây là lần đầu tiên Việt Nam đoạt giải tại phần thi này trong suốt 16 năm cử thí sinh tham gia. Trước đây đều chưa chiến thắng ở bất cứ giải phụ nào) và lọt vào top những thí sinh xuất sắc nhất của phần thi People's Choice và Multimedia