Sinh năm 1941 trong một gia đình giàu truyền thống, cha bà là ông Phạm Khắc Hòe, người từng vận động vua Bảo Đại thoái vị và soạn thảo chiếu thoái vị năm 1945. Bà sớm bộc lộ tình yêu nghệ thuật, 14 tuổi đã gia nhập đoàn văn công Trung ương, sau này nên duyên cùng NSND Đào Mộng Long.
Năm 1970, bà được cử sang Liên Xô học đạo diễn sân khấu. Trở về nước sau 7 năm, bà cùng đạo diễn Hà Nhân viết đề án thành lập Nhà hát Tuổi Trẻ. Năm 1987, Nhà hát chính thức ra đời, là nơi đào tạo những gương mặt nghệ sĩ tên tuổi như NSND Lê Khanh, NSND Lan Hương, NSƯT Chí Trung.
Cả cuộc đời làm đạo diễn, NSND Phạm Thị Thành đã để lại dấu ấn trong lòng khán giả ở nhiều thể loại khác nhau như hài kịch, bi kịch, cổ điển, hiện đại, tuồng, chèo, cải lương và kịch hát, trong đó có nhiều vở đoạt giải thưởng cao. Với quan niệm kịch phải gần gũi cuộc sống, phản ánh được tâm tư, nguyện vọng của người dân và phải đem đến sự tươi mát, thanh thản cho tâm hồn, nên những vở diễn do NSND Phạm Thị Thành dàn dựng thường đầy tính thời sự, gay cấn, và luôn hấp dẫn, để lại được dấu ấn sâu đậm trong lòng khán giả.
Trong sự nghiệp, NSND Phạm Thị Thành đã dàn dựng hơn 200 vở kịch, gần 20 tác phẩm đoạt Huy chương Vàng và nhiều Huy chương Bạc. Bà cũng là tổng đạo diễn nhiều sự kiện lớn: kỷ niệm 990 năm Thăng Long - Hà Nội, 330 năm Khánh Hòa, 100 năm Đà Lạt, Festival Huế… Bà từng giữ chức Giám đốc Nhà hát Tuổi Trẻ (1991-1996), sau đó là Cục phó Cục Nghệ thuật biểu diễn. Không chỉ đóng góp cho sân khấu, bà còn tham gia giảng dạy, giữ nhiều vai trò trong các tổ chức văn hóa, nghệ thuật, xã hội.
