Sinh năm 1952, tại huyện Thường Tín, tỉnh Hà Tây (nay là thành phố Hà Nội), năm 1969-1975, bà Luyến tham gia Đội Dân quân du kích do Huyện đội Thường Tín quản lý. Bà đã cùng đồng đội thực hiện nhiệm vụ trực chiến máy bay và tham gia phục vụ duyệt binh của Huyện đội Thường Tín. 

Năm 1980, theo tiếng gọi của Đảng, gia đình bà Luyến cùng 41 hộ dân  lên bản Tự Nhiên, xã Đông Sang, khai hoang, xây dựng vùng kinh tế mới. Thời gian đầu, gia đình bà chủ yếu là trồng ngô và lúa nương, năng suất thấp, cuộc sống nhiều khó khăn. Năm 1990, gia đình bà chuyển diện tích trồng ngô, lúa sang trồng 2 ha mận hậu và rau màu. Cây trồng hợp đất, khí hậu nên phát triển khá tốt, có nguồn thu nhập, từng bước ổn định cuộc sống. Nhận thấy hiệu quả kinh tế từ trồng rau sạch, năm 2010, bà Luyến cùng 19 phụ nữ trong bản thành lập Tổ hợp tác trồng rau sạch. Nâng cao chất lượng sản phẩm, mở rộng thị trường tiêu thụ, năm 2012, Tổ hợp tác đã thành lập HTX, thu hút 38 thành viên và sản xuất rau theo tiêu chuẩn VietGAP.

Các thành viên đã thực hiện yêu cầu của quy trình sản xuất sản phẩm sạch, như: Ghi chép nhật ký sản xuất rõ nguồn giống, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật theo nguyên tắc “4 đúng”... Trong sản xuất, được các cơ quan chuyên môn của tỉnh, huyện hướng dẫn kỹ thuật. Ngoài ra, HTX còn được Nhà nước hỗ trợ làm nhà nilon, cung cấp máy cắt cỏ, sọt đựng nông sản, túi lưới. Hoàn thiện các thủ tục, quy trình để được chứng nhận, gia hạn chứng nhận VietGAP.

Năm 2013, 30 ha rau sạch các loại của HTX được công nhận đạt tiêu chuẩn VietGAP. Hiện nay, HTX áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm và sử dụng hệ thống mái che đạt trên 90% tổng diện tích sản xuất. Hằng năm, HTX xuất bán 3.000 tấn loại rau củ, thu nhập đạt từ 8-11 tỷ đồng/năm. Thu nhập bình quân của thành viên đạt hơn 400 triệu đồng/năm. Sản phẩm của HTX được dán tem truy xuất nguồn gốc, mã số từng hộ thành viên. HTX ký hợp đồng cung cấp sản phẩm cho các siêu thị lớn ở Hà Nội, như Metro, Vinmart, BigC và các bếp ăn tập thể ở một số trường học, doanh nghiệp tại huyện và thành phố Hà Nội... Riêng gia đình bà Luyến, có 2 ha trồng rau màu, mỗi năm thu hoạch 30 tấn, trừ chi phí thu khoảng 600 triệu đồng; tạo việc làm cho 6 lao động địa phương, với thu nhập 4 triệu đồng/tháng.

Ở tuổi 71, nhiều người đã được nghỉ ngơi, an hưởng tuổi già, nhưng với bà Luyến vẫn cần mẫn, đam mê sản xuất nông nghiệp sạch. Bà cho biết: Điều khiến tôi vẫn say mê công việc, đó là sản xuất được các sản phẩm rau sạch để phục vụ người tiêu dùng trong và ngoài tỉnh. Tôi và các thành viên đang tập trung phát triển nông nghiệp hữu cơ gắn với du lịch tham quan, trải nghiệm để thu hút du khách; tăng cường, quảng bá sản phẩm nông sản sạch của HTX đến với bạn bè và du khách quốc tế.

Bà Luyến cùng các thành viên HTX đã lan tỏa ý thức sản xuất rau an toàn ứng dụng công nghệ cao đến các địa phương trên địa bàn huyện, cung cấp nguồn cung thực phẩm sạch cho cộng đồng, tăng thu nhập cho nhân dân địa phương. Nhiều năm liền, bà Nguyễn Thị Luyến được các cấp, các ngành từ tỉnh đến trung ương tặng giấy khen, bằng khen.