Hoàng Quyên là một cô gái dân tộc Tày sinh ra tại huyện miền núi Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. Nghệ danh Hoàng Quyên được nhạc sỹ Lê Minh Sơn góp ý chọn cho Quyên: 'Cái tên gọn gàng hơn và quyết đoán hơn với mong muốn điều đó sẽ đi theo Quyên trong cuộc sống cũng như công việc'.

Từ nhỏ, Hoàng Quyên đã thể hiện niềm đam mê cũng như năng khiếu với âm nhạc. Năm 2006, lúc này Hoàng Quyên 15 tuổi, đây là lần đầu tham dự cuộc thi 'Giai điệu tuổi hồng' toàn quốc dành cho lứa tuổi học sinh và đạt giải Nhất với bài hát Biết ơn chị Võ Thị Sáu. Đây là mốc đánh dấu con đường âm nhạc của Hoàng Quyên. Qua lời giới thiệu của nhạc sĩ Quang Vinh, Hoàng Quyên được nhạc sĩ Đức Trịnh đặc cách vào hệ trung cấp Trường ĐH Văn Hóa Nghệ thuật Quân đội...

Năm 2010, Hoàng Quyên đã đạt Giải Nhất cuộc thi Tiếng hát mùa Thu, Hoàng Quyên là thí sinh nhỏ tuổi nhất ở cuộc thi này. Bước ngoặt này được Hoàng Quyên xem là cơ hội để theo đuổi ước mơ trở thành ca sĩ chuyên nghiệp được cô bé ấp ủ từ thời thơ ấu.

Hoàng Quyên đã cùng ca sĩ Trọng Tấn hoàn thành album nhạc Romance cổ điển 'Phác thảo mùa thu' của nhạc sĩ Đặng Hữu Phúc, Album Phác thảo mùa thu gồm nhiều ca khúc lãng mạn từng một thời 'đóng đinh' tên tuổi của nữ ca sĩ kỳ cựu Ái Vân.

Hoàng Quyên cũng là ca sĩ chính tham gia thực hiện album 'Phía không người' của nhạc sĩ Trần Viết Tân cùng dàn ca sĩ nổi tiếng Thanh Lam, Tùng Dương, Trần Thu Hà, và Ngọc Khuê. Các bài hát trong album 'Phía không người' của Hoàng Quyên là: Phía Không Người, Xương Rồng, Nỗi Nhớ.

Mặc dù được đánh giá là một trong những ứng viên 'nặng ký' nhất khi tham gia Sao Mai 2011, Hoàng Quyên đã bị loại khỏi đêm chung kết phía Bắc, được nhiều người xem là một cú sốc của Sao Mai 2011.

Hoàng Quyên là á quân cuộc thi Vietnam Idol 2012 vào ngày 01 tháng 02 năm 2012. Tại cuộc thi này, tuy là người về nhì nhưng Hoàng Quyên mới chính là người giành được nhiều sự đánh giá cao từ những người làm nghệ thuật cũng như các thính giả nghe nhạc bởi chất giọng alto, tức giọng nữ trầm độc, lạ, đẹp, được xét vào hàng quý hiếm, cùng kĩ thuật thanh nhạc gần như hoàn hảo.