Tại vòng ‘Giấu mặt’ cuộc thi Giọng Hát Việt 2013, Thảo My gây ấn tượng với ca khúc ‘You and I’ (xem video), từng được Lady Gaga thể hiện. Mới 16 tuổi nhưng Thảo My có giọng hát rất chắc chắn, xử lý tinh tế và điêu luyện. Phần trình diễn của cô được cả 4 huấn luyện viên bấm nút chọn. Trong mắt nhạc sĩ Quốc Trung, Thảo My vẫn còn sự e dè, nhút nhát dù giọng hát thì nghe như một người trưởng thành. Ca sĩ Mỹ Linh thì phải dùng từ ‘kính nể’ khi biết cô gái này mới 16 tuổi. Riêng Mr. Đàm không ngần ngại gọi Thảo My là ‘viên kim cương to nhất, đẹp nhất’ anh từng thấy. Cuối cùng, Thảo My quyết định về đội Đàm Vĩnh Hưng.

Ở vòng ‘Đối đầu’, Thảo My và Minh Trị dự thi với ca khúc ‘Dệt tầm gai’. Họ trình diễn khá ăn ý và mang đến nét mới lạ cho bài hát quen thuộc. Huấn luyện viên Mỹ Linh đánh giá cao Thảo My ở chỗ thể hiện một bài hát trừu tượng khá tốt dù cô còn quá trẻ. Mr. Đàm khen Thảo My đã khiến các huấn luyện viên còn lại phải ngồi gật gù theo khi nghe cô hát. Với lợi thế 16 tuổi, Thảo My được Mr. Đàm chọn.

Trong vòng ‘Đo ván’, Thảo My hát ‘I have nothing’. Thời điểm này, cô gái 16 tuổi không thực sự ấn tượng nên màn trình diễn của cô chỉ được lướt qua trên truyền hình. 

Vào vòng Chung kết, ngay từ liveshow đầu tiên Thảo My khiến các huấn luyện viên không khỏi khâm phục khi trình bày ca khúc ‘Ngày mưa rơi’ rất cảm xúc cũng như xử lý đầy kỹ thuật. Cô hát tự tin với phong cách chín muồi như một nghệ sĩ đã trình diễn lâu năm trên sân khấu (xem video).

Ở liveshow 4, với ca khúc ‘You make me feel like a natural woman’, Thảo My lần nữa tỏa sáng với ngoại hình dễ thương và giọng hát ngày càng điêu luyện về kỹ thuật. Huấn luyện viên Hồng Nhung khen Thảo My như một con họa mi với giọng hát trong sáng, còn Mỹ Linh đánh giá cao Thảo My ở cách xử lý khi phải đối diện với một ca khúc khó. Diva này còn không ngại nói ‘Thảo My chính là phát hiện của The Voice năm nay’ (xem video). 

Đến liveshow 6, Thảo My là thí sinh được bình chọn cao nhất trong đêm của đội Đàm Vĩnh Hưng với tỷ lệ 45,42%. Trước đó, cô hát ‘Comeback to me’, một sáng tác mới của nhạc sĩ Phương Uyên. Cô gái quê Nam Định tuổi khoe được nội lực với giọng hát ngày càng hoàn thiện về kỹ thuật và cảm xúc. Đàm Vĩnh Hưng ví học trò như ‘một quả bom nổ chậm’ và anh biết cách đặt cô ở đâu để ‘nổ tung’. Còn Mỹ Linh thì bảo lưu ý kiến, Thảo My là một nhân tố của giải năm nay khi có màn trình diễn không mắc lỗi nào (xem video).

Trong đêm Bán kết 1, Thảo My như được tiếp thêm sức mạnh khi hát ‘Stronger’ với sự hỗ trợ của nhạc sĩ Phương Uyên và thí sinh Ngọc Trâm. Màn trình diễn sôi động, ‘máu lửa’ đã mang đến không khí cuồng nhiệt cho khán giả. Nhạc sĩ Quốc Trung thấy được sự cố gắng của Thảo My trong từng phần biểu diễn, nhưng anh khuyên cô nên làm sao để khán giả có cảm giác được thư giãn nhiều hơn khi xem cô hát (xem video).

Ở Bán kết 2, Thảo My làm khán giả xúc động với ca khúc ‘Con yêu mẹ’ do cô sáng tác. Mẹ của Thảo My lên sân khấu để ủng hộ tinh thần cho con gái, đã không kìm được nước mắt. Tiết mục này được Đàm Vĩnh Hưng đánh giá rất hoàn hảo, không sai một nốt nào và mang đến cảm xúc tuyệt vời (xem video).

Ngoài ra, Thảo My còn kết hợp với huấn luyện viên Đàm Vĩnh Hưng và thí sinh Song Tú để hát ‘Hãy đàn lên’, mang đến không khí rất sôi động ở đêm Bán kết 2.

Trong đêm Chung kết, Thảo My là thí sinh đầu tiên bước lên sân khấu. Ở thử thách đầu tiên, cô thể hiện ‘Bối rối’, một bản ballad của nhạc sĩ Phương Uyên. Ở tuổi 16, chưa có nhiều trải nghiệm trong cuộc sống nên học trò cưng của Mr.Đàm hát ca khúc về tình yêu với tâm hồn trong sáng. Sau đó, Thảo My bất ngờ chuyển hướng hát dân gian đương đại với ‘Giọt sương bay lên’. Khán giả ngạc nhiên về nội lực của cô gái 16 tuổi khi lên đồng với cách hát ả đào. Ở màn trình diễn cuối cùng, Thảo My và huấn luyện viên Đàm Vĩnh Hưng song ca ‘A time for us’. Giọng ca trẻ đến từ Nam Định lộng lẫy như một nàng công chúa có giọng hát thánh thót (xem video).

Với tỷ lệ bình chọn cao nhất từ khán giả, Thảo My trở thành Quán quân Giọng Hát Việt 2013. Cô hạnh phúc bên huấn luyện viên Đàm Vĩnh Hưng trong giây phút đăng quang.