Lê Thị Mỹ Thảo quê gốc ở Quảng Bình. Cô cùng gia đình chuyển vào Bình Phước sống từ nhỏ. Năm 2008, cô gái sinh năm 1996 bất ngờ được HLV ở Trung tâm Huấn luyện Thi đấu TDTT Bình Phước tuyển chọn và đưa vào bộ môn bơi lội.

Dù ở Bình Phước, địa hình chủ yếu là miền núi trung du nhưng Mỹ Thảo nổi lên như hiện tượng của thể thao tỉnh này. Cô có sự phát triển thần tốc, để rồi, năm 2015, Mỹ Thảo lần đầu tiên tham dự một kỳ SEA Games.

Năm đó, VĐV 19 tuổi không có huy chương. Dù vậy, cô càng hun đúc ý chí, bản lĩnh cho một ngày trở lại. Mỹ Thảo mạnh về các nội dung bơi bướm cự ly ngắn và trung bình. Việc chú tâm vào nội dung nhất định giúp cô dần có dấu ấn trên đấu trường quốc tế.

Ở SEA Games 2017, cô đoạt HCB nội dung 200m bướm và kỳ SEA Games gần nhất tại Philippines, Mỹ Thảo đoạt HCĐ ở nội dung này. Ngoài Ánh Viên, Mỹ Thảo là nữ VĐV duy nhất đoạt huy chương tại SEA Games năm 2019.

Bên cạnh đó, cô cũng vượt Ánh Viên ở một vài nội dung tại các giải bơi trong nước. Và khi siêu kình ngư quê Cần Thơ giã từ đội tuyển bơi quốc gia, Mỹ Thảo cùng Phạm Thị Vân gánh vác trọng trách mang huy chương cho bơi lội Việt Nam ở SEA Games 31.