Bà tên thật là Đinh Thị Mậu, sinh ra trong một gia đình nhà nho yêu nước tại làng Đông An, xã Xuân Thành, huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định.
Sớm giác ngộ lý tưởng cách mạng, bà tham gia phong trào từ những năm 1930. Trong kháng chiến chống Pháp, bà hoạt động năng nổ tại địa phương, từng bị thực dân Pháp bắt giam và tra tấn dã man nhưng vẫn giữ vững khí tiết. Sau khi được trả tự do, bà tiếp tục hoạt động và bắt đầu bước chân vào con đường tình báo chuyên nghiệp.Năm 1954, sau Hiệp định Giơ-ne-vơ, bà nhận nhiệm vụ ở lại miền Nam để xây dựng mạng lưới tình báo chiến lược. Để thâm nhập vào giới thượng lưu và chính quyền Sài Gòn, bà phải xây dựng một "vỏ bọc" hoàn hảo.Nỗi đau lớn nhất của bà không phải là sự nguy hiểm tính mạng, mà là việc phải chấp nhận mang tiếng "phản bội", "theo địch" trong mắt gia đình và bà con lối xóm ở quê nhà. Suốt nhiều năm trời, bà nén nỗi đau riêng để hoàn thành nhiệm vụ, sống giữa lòng kẻ thù với sự tỉnh táo và mưu trí tuyệt vời.Dưới sự dẫn dắt của bà, hệ thống tình báo đã len lỏi vào các cơ quan trọng yếu của chính quyền Việt Nam Cộng hòa. Những thông tin bà cung cấp có giá trị chiến lược cực kỳ quan trọng:
Mạng lưới vững chắc: Bà đã xây dựng được một "lưới" tình báo an toàn, bền bỉ ngay tại trung tâm đầu não Sài Gòn mà kẻ thù không thể phát hiện.
Đại tướng Võ Nguyên Giáp từng đánh giá rất cao tài năng của bà, coi những thông tin bà cung cấp là những "mảnh ghép" sống còn cho các quyết sách quân sự lớn.Sau ngày đất nước thống nhất, những đóng góp âm thầm của bà mới được đưa ra ánh sáng.
Bà được phong quân hàm Đại tá Quân đội Nhân dân Việt Nam.
Bà qua đời ngày 11/12/1995 tại Hà Nội. Tên của bà hiện được đặt cho nhiều con đường tại các thành phố lớn như Nam Định, Đà Nẵng, TP. Hồ Chí Minh để tri ân một người con ưu tú của đất nước.Đinh Thị Vân không chỉ là một chiến sĩ tình báo tài ba mà còn là biểu tượng của người phụ nữ Việt Nam: kiên cường, bất khuất, trung hậu, đảm đang. Cuộc đời bà là minh chứng cho câu nói: có những chiến công không tiếng súng nhưng lại góp phần quyết định vào thắng lợi cuối cùng của dân tộc.
