NSƯT Hồng Liên sinh năm 1957 tại Nam Đinh, có bố làm ở Cục Cảnh vệ (Bộ Công an). Yêu thích ca hát từ nhỏ nhưng nghệ sĩ lại theo học ngành kế toán. Trong quá trình học, bà xin nhập ngũ, tham gia đoàn văn công của Tổng cục Hậu cần, đem tiếng hát phục vụ bộ đội. Sau này, Hồng Liên gắn bó đoàn ca nhạc của Đài Tiếng nói Việt Nam, đến khi nghỉ hưu năm 2012.  

Giọng ca Nam Định ghi dấu ấn qua những nhạc phẩm dân ca, trữ tình cách mạng như: "Sợi nhớ sợi thương", "Đóng nhanh lúa tốt", "Hoa cau vườn trầu", "Nắng", "Hương lúa quê nhà"... Năm 2002, bà nhận danh hiệu Nghệ sĩ Ưu tú. Đầu những năm 1990, Hồng Liên để tóc xoăn bồng, dạng sóng. Đây cũng là kiểu tóc phổ biến của phụ nữ Việt thời bấy giờ.

Những năm sau đó, Hồng Liên để tóc ngắn, dáng ôm nhằm tôn gương mặt tròn. Nghệ sĩ thường trang điểm nhấn vào đôi mắt to và sâu.

Trong cuộc sống lẫn công việc, đồng nghiệp nhận xét Hồng Liên là người nhu mì, hòa đồng. Nữ nghệ sĩ cũng thừa nhận bản thân từng chịu nhiều thua thiệt do bản tính hiền lành, ngại to tiếng khi gặp bất đồng.

Nghệ sĩ kết hôn năm 1985. Đầu những năm 1990, vợ chồng ly dị. Cả hai có chung một con trai. Hồng Liên một mình nuôi con, còn người cũ sống và định cư nước ngoài. Nghệ sĩ cho biết chưa từng nghĩ đến chuyện tái hôn. Bà lo con chịu thiệt thòi nên muốn bù đắp trọn vẹn tình cảm.

Giữa những năm 2000, Hồng Liên để tóc dài. Hiện tại, bà sống cùng gia đình con trai trong căn hộ nhỏ ở khu tập thể Thành Công (Hà Nội).

Về hưu được sáu năm, NSƯT Hồng Liên cảm thấy vui khi có nhiều thời gian tham gia những chuyến thiện nguyện, mang tiếng hát phục vụ người dân trên vùng cao.

Khi không tất bật với những chuyến đi, Hồng Liên dành thời gian cho cháu nội. Bé mới lên ba tuổi nhưng rất nhanh nhẹn. Hồng Liên khoe cháu trai rất thích hát theo ca khúc của bà mỗi khi phát trên sóng truyền hình.