Bác sĩ Nguyễn Thùy Dung hiện công tác tại Trung tâm Nhi – Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City, với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực nhi khoa và ung bướu nhi. Bác sĩ Dung tốt nghiệp Đại học Y Hải Phòng vào năm 2010, tiếp theo đó cô đạt được chứng chỉ định hướng chuyên khoa Nhi tại Bệnh viện Nhi Trung ương và chứng chỉ định hướng ung bướu. 

Cô còn được đào tạo chuyên sâu về u nguyên bào thần kinh và u nguyên bào võng mạc, và vào tháng 9/2016 đã tham gia điều trị và theo dõi ca ghép tế bào gốc máu cuống rốn đầu tiên tại Vinmec Times City. Trước khi chuyển về Vinmec, từ năm 2010 đến 2014 bác sĩ Dung làm việc tại Bệnh viện Đa khoa tỉnh Hải Dương, sau đó từ năm 2014 đến nay là bác sĩ Nhi Ung bướu tại Vinmec.

Trong công việc lâm sàng, bác sĩ Dung đảm nhiệm khám, chẩn đoán và điều trị các bệnh nhi khoa thông thường, đồng thời tư vấn và điều trị các bệnh lý ung bướu ở trẻ em, và theo dõi hỗ trợ cho các ca ghép tế bào gốc máu. Cô cũng tham gia vào nghiên cứu khoa học và có luận văn Thạc sĩ mang tên “Nhận xét đặc điểm dịch tễ học — lâm sàng và kết quả điều trị u tế bào mầm nội sọ ở trẻ em tại Bệnh viện Nhi Trung ương.” 

Bác sĩ Dung còn đóng góp các bài viết chuyên ngành (hơn 50 bài báo về lĩnh vực nhi khoa và ung bướu) và được mời làm cố vấn cho nhiều tờ báo y tế. Cô là thành viên trong các tổ chức y khoa nội địa, và trong sự nghiệp của mình đã được đánh giá cao qua phản hồi từ người bệnh.