Γεννήθηκε στη Χαλκίδα το 1950 και σπούδασε νομική στο Πανεπιστήμιο Αθηνών πραγματοποιώντας μεταπτυχιακές σπουδές στο Ευρωπαϊκό Δίκαιο στο Πανεπιστήμιο Paris II της Σορβόννης. Εισήλθε στο δικαστικό σώμα το 1975. Το 2005 έγινε πρόεδρος Εφετών και το 2008 αρεοπαγίτης. Για έξι χρόνια δίδαξε Αστικό Δίκαιο στην Εθνική Σχολή Δικαστών.
Το 2014 τοποθετήθηκε αντιπρόεδρος του Αρείου Πάγου και το 2015 διορίστηκε πρόεδρος του Ανώτατου Δικαστηρίου. Παράλληλα ανέπτυξε συνδικαλιστική δράση στον δικαστικό χώρο, ως ήταν μέλος του Διοικητικού Συμβουλίου της Ένωσης Δικαστών και Εισαγγελέων (ΕΔΕ) από το 2000, και πρόεδρός της κατά την περίοδο το 2012 έως το 2015, ενώ είναι μέλος του Διοικητικού Συμβουλίου της ΕΔΕ της Ένωσης Αστικολόγων και της Ένωσης Δικονομολόγων. Επίσης, προεδρεύει στο Ανώτατο Ειδικό Δικαστήριο λόγω της αρχαιότητάς της ως προς τους προέδρους του Συμβουλίου της Επικρατείας και του Ελεγκτικού Συνεδρίου.
Στις 13 Φεβρουαρίου του 2015 η Βασιλική Θάνου με την ιδιότητα της προέδρου των Δικαστών και Εισαγγελέων της Ελλάδας απέστειλε ειδική επιστολή στον πρόεδρο της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Ζαν Κλοντ Γιούνκερ προκειμένου να παρέμβει στα ευρωπαϊκά θεσμικά όργανα και τις άλλες ευρωπαϊκές κυβερνήσεις υπέρ των προτάσεων της ελληνικής κυβέρνησης προκειμένου να εξασφαλισθεί λύση για την ανάπτυξη χωρίς παράταση μνημονίων προκειμένου ο ελληνικός λαός να ξαναβρεί την αξιοπρέπειά του.
Στις 9 Μαρτίου 2015, με αφορμή την παγκόσμια ημέρα της γυναίκας τιμήθηκε μεταξύ άλλων από τη Βουλή των Ελλήνων σε ειδική εκδήλωση – συνεδρίαση για γυναίκες που διαπρέπουν στους τομείς της ενασχόλησής τους, αποτελούν παραδείγματα στον αγώνα για την ανθρώπινη και γυναικεία αξιοπρέπεια και προσφέρουν στην κοινωνία ευρύτερα. Στις 10 Ιουλίου 2017, δέκα ημέρες μετά την συνταξιοδότησή της ως Πρόεδρος του Αρείου Πάγου, τοποθετήθηκε ως άμισθη προϊσταμένη του Νομικού Γραφείου της Γενικής Γραμματείας του πρωθυπουργού Αλέξη Τσίπρα. Η τοποθέτηση αυτή προκάλεσε έντονη πολιτική αντιπαράθεση.
Υπηρεσιακή πρωθυπουργός
- Στις 27 Αυγούστου 2015 κλήθηκε στο προεδρικό μέγαρο όπου ορκίστηκε πρωθυπουργός και στη συνέχεια υπέγραψε το πρωτόκολλο ανάληψης των καθηκόντων της.
- Ακολούθως μετέβη στο Μέγαρο Μαξίμου όπου και ανέλαβε καθήκοντα.
- Την επομένη μέρα ορκίστηκε η υπηρεσιακή κυβέρνηση Θάνου.
- Στη συνέχεια υπέγραψε και προώθησε το ΠΔ 66/28 Αυγούστου 2015 αναλαμβάνοντας τη διεξαγωγή των βουλευτικών εκλογών του Σεπτεμβρίου 2015.
- Τη διαδέχθηκε στις 21 Σεπτεμβρίου 2015 ο Αλέξης Τσίπρας.
- Είναι η πρώτη γυναίκα πρωθυπουργός της Ελληνικής Δημοκρατίας.