Với mong muốn hết sức giản dị: Miền núi, vùng cao là nơi lúc nào cũng cần các nhà khoa học, cần những ứng dụng khoa học và công nghệ vào sản xuất, nên từ khi còn là sinh viên, chị đã chọn ngành Lâm sinh để được đến với rừng, đến với miền núi, vùng cao. Chính vì vậy, học xong tiến sĩ tại Đại học Quốc gia Ô-xtrây-li-a năm 2007, chị đã chọn trở về Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên với mong muốn đóng góp cho các tỉnh miền núi còn gặp nhiều khó khăn về khoa học ứng dụng.

Sau nhiều cuộc hẹn, cuối cùng chúng tôi cũng được gặp PGS.TS Trần Thị Thu Hà trong căn phòng thí nghiệm tĩnh tại và kín bưng cùng các đồng nghiệp đang say sưa với công việc nghiên cứu. PGS.TS Hà vào chuyện cũng vội vã: “Thú thật là mình bận! Sáng bắt đầu từ 6 giờ tưới cây tại vườn ươm, chiều tối trong phòng thí nghiệm và có thời gian là vào rừng chung sống với cỏ cây...”. PGS,TS Hà vắn tắt: Thời gian đầu khi làm việc ở Trường Đại học Nông Lâm, tôi tập trung vào công tác bảo tồn và nghiên cứu về những cây gỗ, với mục tiêu tuyển chọn và lai tạo những giống gỗ tốt phục vụ cho công tác trồng rừng, giúp bà con xóa đói, giảm nghèo. Năm 2008, tôi đã sáng lập và phát triển Viện Nghiên cứu và Phát triển lâm nghiệp theo cơ chế tự chủ. Trăn trở lớn nhất với PGS.TS Hà: "Tại sao chúng ta không phát triển những cây lâm sản ngoài gỗ, như cây dược liệu quý của Việt Nam nằm trong Sách đỏ đang mất dần”.

PGS, TS Trần Thị Thu Hà đã nghiên cứu, tuyển chọn, lai tạo và nuôi trồng thành công 40 loại cây dược liệu quý của Việt Nam, mang lợi ích kinh tế cao như: Thông đất, Lan kim tuyến, Gừng gió, Thất diệp nhất chi hoa, Sa nhân tím, Sói rừng, Kim ngân hoa, sâm Ngọc Linh… Bên cạnh đó, PGS-TS Thu Hà còn tập trung nghiên cứu và ứng dụng sinh học phân tử và hóa sinh phân tử vào xác định đúng loài và hoạt tính dược liệu phục vụ cho việc tạo ra giống tốt, trồng với quy mô công nghiệp, giúp phát triển ngành Dược liệu của Việt Nam. Sau khi đã tạo ra những cây giống có chất hoạt tính dược liệu cao,PGS.TS Hà đã đi đến vùng sâu, vùng xa hướng dẫn cho người dân bản địa cách trồng các loại giống dược liệu, thu mua sản phẩm của họ và liên kết với những công ty, tập đoàn lớn để chế biến dược liệu thành các loại thực phẩm chức năng, thuốc… có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng.

Viện nghiên cứu của PGS.TS Hà đã hỗ trợ thành lập doanh nghiệp khoa học đầu tiên của tỉnh Thái Nguyên (Công ty CP Nông lâm nghiệp và Môi trường Việt Nam). Đồng thời, mở rộng thêm hai chi nhánh ở Hà Giang và Quảng Nam. PGS, TS Trần Thị Thu Hà cho biết: "Hiện nay, hệ thống của chúng tôi đang vận hành theo cơ chế thương mại và cung cấp hệ thống về giống, các sản phẩm tại hơn 30 tỉnh trên cả nước".  Những năm gần đây, PGS.TS Hà cùng các cộng sự nghiên cứu nhân giống in vitro thành công ở quy mô công nghiệp các dòng keo lai và bạch đàn lai, cung cấp 3-5 triệu cây giống chất lượng cao mỗi năm cho các tỉnh miền Bắc và mềin Trung. 

Là Chủ nhiệm Dự án cấp Quốc gia “Hoàn thiện công nghệ nhân giống in vitro và nuôi trồng một số cây thuốc quý có giá trị kinh tế cao" thuộc chương trình Hỗ trợ phát triển doanh nghiệp khoa học và công nghệ và tổ chức khoa học và công nghệ công lập thực hiện cơ chế tự chủ, tự chịu trách nhiệm (Chương trình 592), chị và đồng nghiệp đã chọn được giống lan Kim tuyến tại Lào Cai, Gừng gió tại huyện Bắc Sơn, Lạng Sơn và Đinh lăng tại Thái Nguyên cho khả năng sinh trưởng tốt, hàm lượng dược tính cao. Bên cạnh đó, chị đã thực hiện chọn và nhân giống một số loài cây dược liệu quý của Việt Nam giá trị kinh tế cao, có nguy cơ bị tuyệt chủng, nhiều loài nằm trong Sách đỏ của Việt Nam như lan Kim tuyến, Khôi tía, Gừng gió, Giảo Cổ lam, Đinh lăng, Tam thất, Trà hoa vàng, Sa nhân tím… bằng ứng dụng sinh học phân tử và hóa sinh phân tử vào nghiên cứu lai tạo, nhân giống.

Nghiên cứu khoa học gắn với thực tiễn cuộc sống, chính PGS.TS Trần Thị Thụ Hà đã góp công không nhỏ trong việc nghiên cứu, đề xuất chính sách đổi mới đến quản lý rừng và đất rừng bền vững ở miền núi phía Bắc và tác động của chính sách đổi mới đến cộng đồng và quản lý rừng ở vùng Tây Nguyên. Các nghiên cứu này đã phân tích các chính sách đổi mới đặc biệt là các chính sách về đất đai và quản lý rừng của chính phủ đối với dân tộc vùng núi cao nhằm nâng cao sinh kế cho người dân như: Trồng rừng, đa dạng các loại cây trồng trên một đơn vị diện tích, trồng thâm canh và xen canh các loại cây đặc sản tạo thu nhập cao...

Không chỉ xuất sắc trong nghiên cứu khoa học, PGS.TS Trần Thị Thu Hà còn là nhà quản lý giỏi khi xây dựng thành công mô hình tự chủ, tự chịu trách nhiệm trong trường đại học từ 12 năm trước với 100 cán bộ như hiện nay thay vì 3 cán bộ như ngày đầu thành lập. Trong khoảng 10 năm trở lại đây, PGS.TS Trần Thị Thu Hà đã chủ trì 14 đề tài, dự án, tham gia thực hiện một số các dự án chuyển giao khoa học công nghệ cấp tỉnh và cấp bộ. 53 bài báo được công bố trên các tạp chí uy tín quốc tế và Việt Nam, trong đó 18 bài báo đăng trên tạp chí nước ngoài; 35 bài được công bố trên các tạp chí khoa học có uy tín trong nước. Với những thành tích đó, năm 2017 PGS.TS Trần Thị Thu Hà đã vinh dự được nhận Bằng khen của Thủ tướng Chính phủ và 6 bằng khen của Bộ Giáo dục và Đào  tạo, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cùng nhiều phần thưởng cao quý khác. Năm 2020, PGS.TS Trần Thị Thu Hà vinh dự là nhà khoa học nữ duy nhất nhận Giải thưởng Kovalevskaia.