Née le 11 avril 1976 à Paris, elle possède des origines vietnamiennes par sa grand-mère maternelle dont elle emprunte le nom de jeune fille . Fille d'un hells angel qu'elle a très peu connu et élevée par sa mère, elle a grandi dans différents endroits de la région parisienne, déménageant fréquemment. Elle n'a pas passé de bac, quittant le lycée juste avant.
Elle s'est faite baptiser à onze ans, à sa demande. Elle reparlera de son rapport à la religion en tant que petite fille à travers l'héroïne de son roman Betty Monde.
À partir de 16 ans, elle devient Curiste, surtout par l'album Pornography dont elle est fan. Elle commence à fréquenter assidûment les soirées gothiques en arborant un style vestimentaire batcave qu'elle définit comme « la tendance punk du mouvement gothique ».
Après avoir posé pour des photos de charme, Coralie débute sa carrière en 1994 dans des films X dans une séquence d'Insatiables Salopes de John Love, puis dans un premier rôle dans The Tower 3, qu'elle considère comme son premier film.
Elle a travaillé longtemps avec le magazine Hot Vidéo et a reçu le Hot d'Or de la meilleure actrice européenne en 1996 pour son rôle dans La Princesse et la pute de Marc Dorcel. Elle a également reçu l'Award de la meilleure actrice française de X en 1995, le Hot d'Or de la meilleure actrice européenne second rôle en 1998.
Elle a fait une incursion aux États-Unis pour le tournage de La Dictatrice de Jim Enright à Los Angeles en 1997.
Elle a aussi tourné dans de longs et courts métrages non pornographiques sous la direction de réalisateurs tels que Gaspar Noé,
Marc Caro,
Laetitia Masson,
Catherine Breillat ou
Olivier Dahan.
En 1999, elle a co-réalisé le film Baise-moi à la demande de
Virginie Despentes qui voulait adapter son livre. Coralie Trinh Thi a insisté qu'il ne s'agissait pas d'un film porno, car pour elle, « le porno est un film de genre à vocation masturbatoire», ce qui ne serait pas le cas de Baise-moi. À la différence de Virginie Despentes, elle rejette le terme « féministe » et préfère se dire « antisexiste ».
Elle est également critique rock pour le magazine Rock & Folk, depuis 2000.
Son premier roman Betty Monde sort en 2002. Le titre est une référence à la métamorphose de l'héroïne Élisabeth, qui abandonne la première partie de son prénom (Eli = mon dieu en hébreu) pour devenir Betty aux yeux du monde, la « bête immonde ».
Le jeu de mot sur son nom Holy Trinh Thi, (littéralement « sainte Trinh Thi » qui peut aussi être entendu comme « au lit Trinh Thi ») a inspiré le chanteur vx69 du groupe toulousain de métal-industriel Punish Yourself. Il lui a dédié une chanson sur l'album Sexplosive Locomotive en 2005. Elle a scénarisé en retour une bande dessinée sur le groupe, Deep Inside Punish Yourself.
En 2007, elle publie un récit autobiographique de 781 pages intitulé La Voie humide -- une oeuvre au rouge et organisé autour des vingt-deux arcanes du tarot de Marseille comme autant de chapitres.
Elle est également l'auteure de guides sexuels dans la collection Osez... de La Musardine : Osez la sodomie, paru en 2007, et Osez le cunnilingus paru en novembre 2009.