Phan Thị Mơ tốt nghiệp khoa Du lịch của Trường Cao đẳng Văn hóa Nghệ thuật và Du lịch Sài Gòn. Cô tham gia nhiều cuộc thi sắc đẹp, đầu tiên là Duyên dáng Miệt vườn 2010, trong khuôn khổ Lễ hội cà phê và đoạt giải "Hoa khôi Miệt vườn". Sau đó, cô tiếp tục ghi danh tại Hoa hậu Thế giới người Việt 2010 và xuất sắc dừng chân ở Top 5. Năm 2011, Phan Thị Mơ dự thi Hoa hậu Trái Đất tại Philippines. Năm 2012, cô tiếp tục lọt vào Top 5 Hoa hậu Việt Nam. Năm 2018, cô đăng quang Hoa hậu Đại sứ Du lịch Thế giới ở Thái Lan.
