Bà Cao Xuân Thu Vân sinh năm 1970, quê ở thị xã Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng; trình độ tiến sĩ quản lý giáo dục.
Bà Cao Xuân Thu Vân từng kinh qua các chức vụ: Chánh văn phòng Ủy ban nhân dân tỉnh Bạc Liêu; Bí thư Thành ủy Bạc Liêu; Giám đốc Sở Văn hóa, Thể thao và Du lịch tỉnh Bạc Liêu; Phó Chủ tịch Hội đồng nhân dân tỉnh Bạc Liêu.
Ngày 23/11/2020, Hội đồng nhân dân tỉnh Bạc Liêu khóa IX nhiệm kỳ 2016 - 2021 đã bầu bà Cao Xuân Thu Vân làm Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Bạc Liêu.
Ngày 30/6/2021, tại kỳ họp thứ nhất Hội đồng nhân dân tỉnh Bạc Liêu khóa X nhiệm kỳ 2021 - 2026, bà Cao Xuân Thu Vân tái cử Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Bạc Liêu.
Tại kỳ họp thứ 5 ngày 14/7/2022, đại biểu Hội đồng nhân dân tỉnh Bạc Liêu đã biểu quyết thông qua các Nghị quyết về việc miễn nhiệm chức danh Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh và Ủy viên Ủy ban nhân dân tỉnh, thôi làm nhiệm vụ đại biểu Hội đồng nhân dân tỉnh khóa X, nhiệm kỳ 2021 - 2026 đối với bà Cao Xuân Thu Vân do nhận nhiệm vụ của Ban Bí thư Trung ương Đảng điều động giữ chức vụ Phó Chủ tịch Trung ương Hội Nông dân Việt Nam.
