Nguyễn Thị Ánh Viên có quê nhà thuộc ấp Ba Cau, xã Giai Xuân, huyện Phong Điền, thành phố Cần Thơ, tỉnh Cần Thơ. Cô được mệnh danh là kình ngư thành công nhất trong lịch sử môn Bơi lội của thể thao Việt Nam. Vào kỳ SEA Game thứ 28 (Singapore, 2015), Nguyễn Thị Ánh Viên khi đó mới 19 tuổi đã lật đổ được 8 kỷ lục SEA Game, giành được 8 huy chương vàng, 1 huy chương bạc, 1 huy chương đồng và giành được danh hiệu Vận động viên không phải quốc tịch Singapore xuất sắc nhất SEA Games 28 tại Singapore. Cô giữ vững thành tích 8 huy chương vàng đó khi tham dự kỳ SEA Games (2017) tại Kuala Lumpur và giành 6 huy chương vàng tại kỳ SEA Games 30 (2019) tại Manila. Nguyễn Ánh Thị Ánh Viên đứng thứ 25 thế giới ở cự ly 400m tự do của nữ và xếp hạng thứ 9 thế giới ở nội dung bơi 400m hỗn hợp nữ.
Nguyễn Thị Ánh Viên bắt đầu yêu mền bơi lội nhờ sự chỉ dạy tận tình của ông nội từ bé. Cô bắt đầu tham gia các cuộc thi hội khỏe phù đổng cấp huyện và cấp thành phố vào năm lớp 5. Nhờ thành tích nổi trội và những tố chất hơn người mà cô ngay lập tức được các huấn luyện viên của Trung tâm TDTT Quốc phòng 4 (Quân khu 9) lựa chọn tham gia vào đội tuyển bơi lội của Bộ Quốc Phòng. Ánh Viên cao 1,7m nhưng sải tay của cô lại dài tới 1,78m khi mới ở tuổi 16, các ngón tay, chân dài và to, những đặc điểm sinh lý giải phẫu rất phù hợp với môn thể thao bơi lội. Kể từ khi tham gia đội tuyển bơi lội của Bộ Quốc Phòng, cô đã thi đấu ở rất nhiều giải bơi lội lớn nhỏ trên thế giới: các Giải vô địch quốc gia Việt Nam, SEA Games 26 (Indonesia, 2011), SEA Games 27 (Myanmar, 2013), SEA Games 28 (Singapore, 2015), SEA Games 29 (Kuala Lumpur, 2017), SEA Games 30 (Manila, 2019), Đại hội Thể thao Trẻ châu Á (Nam Kinh, 2013), Giải vô địch châu Á (Dubai, 2012), FINA Swimming World Cup (Moscow, 2015),...
Tính đến nay, trên đấu trường quốc tế, Nguyễn Thị Ánh Viên giành được tổng cộng 39 huy chương vàng, 14 huy chương bạc và 8 huy chương đồng. Năm 2015, cô được phong quân hàm đại úy (trẻ nhất Việt Nam) và được tặng Huân chương lao động hạng nhì.
"Tôi đã giành nhiều huy chương, phá nhiều kỷ lục ở SEA Games, nhưng tôi sẽ không ngừng phấn đấu. Nếu tôi hài lòng với những gì đã đạt được, tôi là kẻ thất bại ngay từ bây giờ, chứ không phải chờ tới ngày mai. Tôi không nhớ đến chiến thắng, mỗi ngày đều nỗ lực như chưa giành được gì" - Nguyễn Thị Ánh Viên, SEA Games 28 (Singapore, 2015).