Sinh ngày 10 tháng Giêng năm Đinh Mão (1507) bà là con cụ tiến sỹ Đỗ Túc Khang. Cuối Triều Lê sang đầu nhà Mạc, tháng 10 năm Đinh Hợi (1527) ở vùng Thái Nguyên như Phổ Yên - Đồng Hỷ - Bình Tuyên ... giặc giã nổi lên cướp bóc, dân lành đau thương khổ sở.

Trước bối cảnh lịch sử lúc bấy giờ, cụ Đỗ Túc Khang là quan triều đình phụ trách vùng Thái Nguyên. Cụ thấy con gái út là Đỗ Thị Mỹ Mai có tài năng, võ nghệ cao cường, dâng tấu với Vua, xin cho con mình đi dẹp giặc thay cha, được Vua chấp thuận.

Với bản lĩnh trí dũng, Đỗ Thị Mỹ Mai đã đóng giả tướng nam nhi cầm quân đi dẹp giặc. Quân của bà tiến đánh đến đâu được đấy. Giặc kinh hồn khiếp sợ. Nhiều vùng dân được yên ổn, cuộc sống trở lại bình yên.

Ít lâu sau, bọn giặc lại quấy nhiễu. Trong một trận giao tranh, không may gió thổi mạnh, hở giải yếm đào. Bọn địch phát hiện tướng là đàn bà, nên giặc dùng đội quân trần truồng để giao chiến, với bà. Vì bà là gái chưa chồng, nên e thẹn, không thèm trạm trán với lũ quỷ mặt người, bà đã cho quân sỹ rút về. Trên đường hành hương, với lòng căm thù phẫn uất, khi đến sông Trấn Giang (nay là sông Cà Lồ) bà gieo mình xuống dòng sông trong xanh, đúng vào ngày mồng 8 tháng 6 năm Mậu Tý (1528) lúc đấy bà ở tuổi 21.

Đến năm Duy Tân thứ 5 (1911) vua Duy Tân đã sắc phong bà Đỗ Thị Mỹ Mai là "Diễm Bình Công Chúa". Các vùng từ Trung Dã, Phúc Yên đến Thái Nguyên đều lập đền thờ bà Đỗ Thị Mỹ Mai, dân cả vùng tôn lên "Anh linh Thần Nữ" được UBND tỉnh Thái Nguyên cấp bằng "Di tích lịch sử văn hoá" số 1774 ngày 12 tháng 11 năm 2004 tại thờ Tiến sỹ Đỗ Túc Khang trên hoành phi có ghi "NỮ TƯỚNG NHẤT NHÂN".