Phạm Ngọc Phương Anh sinh ra ở TP HCM nhưng lớn lên ở Biên Hòa, Đồng Nai. Phương Anh học tiếng Pháp từ thời cấp một tại trường tiểu học Nguyễn Du, thành phố Biên Hòa. Khi cô lên THCS, gia đình mới chuyển lên TP HCM sinh sống. Dù thay đổi môi trường học tập, cô vẫn nỗ lực và đạt kết quả cao. Trong đó, cô ghi dấu ấn với thành tích thủ khoa đầu vào khối song ngữ trường THPT chuyên Lê Hồng Phong TP HCM.
Thành tích học tập khủng này được á hậu duy trì năm lớp 11. Giáo viên chủ nhiệm nhận xét Phương Anh thông minh, sáng tạo và hoàn thành tốt vai trò lớp trưởng. Ngoài ra, nữ sinh còn là người sáng lập, chủ nhiệm câu lạc bộ nhiếp ảnh của trường. Lớp 12, Phương Anh thu về giải thưởng: giải Nhất môn tiếng Pháp cấp TP HCM, giải Ba môn tiếng Pháp cấp Quốc gia.
Với điểm trung bình ba năm học THPT đạt 9,5 cùng thành tích trong các hoạt động ngoại khóa khác, Phương Anh được đại học RMIT trao học bổng toàn phần bốn năm trị giá gần 825 triệu đồng. Cô quyết định chọn học RMIT, dù lúc này còn đậu thêm ba trường: Ngoại thương TP HCM, tuyển thẳng Ngoại thương Hà Nội và Bách khoa TP HCM.
Lê Phương và Hoàng Nam - hai anh chị ruột của á hậu Phương Anh - đều có thành tích học tập tốt và là những người truyền động lực, kinh nghiệm cho cô. Lê Phương là chị cả của Phương Anh, sinh năm 1987. Cô từng đoạt giải Học sinh giỏi môn Hóa của tỉnh Đồng Nai, thi đậu Đại học Ngoại giao Hà Nội, sau đó tốt nghiệp thạc sĩ MBA tại đại học York của Canada. Đây là ngôi trường lớn thứ 3 tại quốc gia này, có 11 khoa và 28 trung tâm nghiên cứu. Sau tốt nghiệp, Lê Phương ở lại Canada định cư và làm việc lĩnh vực marketing cho một công ty quốc tế về dược phẩm, thiết bị y tế.
Anh trai kế Phương Anh tên Hoàng Nam, năm nay 32 tuổi. Anh từng đoạt giải Học sinh giỏi tỉnh Đồng Nai môn Toán, thi đậu Đại học Ngoại thương TP HCM, nhận học bổng Thạc sĩ ngành Kinh tế của Đại học RMIT tại Australia và có điểm tốt nghiệp GPA 3.7/4. Hiện anh trai Phương Anh làm việc tại TP HCM.
Phương Anh cho biết anh trai giúp kèm cặp việc học của cô lúc nhỏ, đặc biệt là môn Toán. Nhờ vậy, cô học tốt môn này và đạt kết quả cao ở các kỳ thi. Riêng chị gái là người truyền động lực, cảm hứng cho á hậu học ngoại ngữ cũng như kinh nghiệm học tập ở đại học. Ngoài ra, nếu tìm thấy những khóa học kỹ năng nào cần thiết, Lê Phương giới thiệu để em gái trau dồi thêm, hoàn thiện bản thân.
Là con gái út, Phương Anh không cảm thấy áp lực từ gia đình hay thành tích học tập của anh chị. Cô được thoải mái theo đuổi đam mê của riêng mình. Mới đây, cô tốt nghiệp thủ khoa ngành Hệ thống quản lý thông tin của Đại học RMIT.