Nguyễn Cao Kỳ Duyên đăng quang Hoa hậu Việt Nam 2014 khi 18 tuổi. Lúc đó, nhiều người nhận xét gương mặt cô tròn, dễ thương, đường nét hài hòa nhưng không nổi trội.
Trong lần đầu đi sự kiện, người đẹp sinh năm 1996 phối đồ chưa khéo léo. Kiểu tóc xuề xòa không phù hợp với bộ cánh khiến cô mất điểm. Cô còn bị chê già hơn tuổi vì lỗi trang điểm.
Kỳ Duyên nỗ lực thay đổi hình ảnh vào những ngày cuối năm 2014. Cô chuyển sang kiểu tóc mái bằng khiến gương mặt trẻ trung hơn.
Tháng 1/2015, Kỳ Duyên xuất hiện với phong cách thanh lịch, nữ tính trong bộ đầm kiểu dáng cổ điển.
Kỳ Duyên cao 1,73 m, có khuôn ngực nhỏ. Điều này giúp cô dễ dàng diện váy kiểu dáng đa dạng và tạo sự thanh lịch. Cô gái Nam Định thay đổi cách trang điểm sang kiểu tự nhiên, tông màu tươi sáng, giúp tôn đường nét gương mặt.
Tháng 4/2016, hoa hậu gây xôn xao khi xuất hiện tại Tuần lễ thời trang Quốc tế Việt Nam với chiếc cằm dài và nhọn. Nhiều nghi vấn cho rằng người đẹp "gọt cằm" nhưng Kỳ Duyên phủ nhận. Cô giải thích mặt khác lạ là do xoa bóp, bấm huyệt.
Tháng 9/2016, Kỳ Duyên tiếp tục gây hoang mang với gương mặt sưng phồng, các nét cứng, thiếu tự nhiên. Cô còn bị nghi bơm môi.
Diện mạo của Kỳ Duyên năm 2017. Khuôn ngực nhỏ là một lợi thế giúp cô mặc váy khoét mà không bị phản cảm.
So với thời đăng quang, khuôn mặt cô dài và gọn hơn.
Đầu tháng 4, Kỳ Duyên xuất hiện với khuôn ngực đầy đặn khác hẳn trước đó.
Nhan sắc Kỳ Duyên sau bốn năm làm hoa hậu. Cô thừa nhận phẫu thuật nâng ngực để tự tin hơn trong công việc.