Gắn bó với bóng chuyền từ 2005, tuy nhiên phải đến 9 năm sau đó Nguyễn Linh Chi mới có cơ hội thể hiện mình. Trong suốt 9 năm đóng vai "kép phụ" đó, bất chấp những nỗ lực không ngừng nghỉ nhưng Linh Chi vẫn trầy trật trên băng ghế dự bị ở ngay CLB BTL Thông tin.

Phải đến mùa giải VTV Cup 2014, cái tên Linh Chi mới vụt sáng trong làng bóng chuyền. Tại giải đấu đó, sự thể hiện của chuyền hai này đã khiến cho HLV kỳ cựu Nguyễn Mạnh Hùng phải thốt lên rằng cô gái này chính là người “được chờ đợi đang tới”. Kể từ đó, cái tên Nguyễn Linh Chi luôn xuất hiện trên sân mỗi khi đội bóng Thông tin LienVietPostbank thời bấy giờ thi đấu.

Ở tuổi 24 (năm 2014) Linh Chi mới góp mặt trong thành phần đội tuyển bóng chuyền nữ quốc gia và từ thời điểm đó cô trở thành chuyền hai chính của đội tuyển. Được sự tin tưởng của BHL và đồng đội, năm 2017 Linh Chi chính thức nhận băng đội trưởng của CLB Thông tin LienVietPostbank.

Tại giải VĐQG 2014, Linh Chi đã giành được giải Chuyền hai xuất sắc nhất, sau đó 5 năm liên tiếp cô đều nhận được giải thưởng cá nhân này. Cuối năm 2018, khi đang trên đà thăng hoa của sự nghiệp, Linh Chi gặp phải chấn thương đứt dây chằng chéo trước. Điều này khiến cho chuyền hai này phải nghỉ thi đấu tạm thời để điều trị chấn thương và bắt đầu quá trình tìm lại chính mình. 

Tại giải VĐQG 2020, Linh Chi đã có sự trở lại vô cùng mạnh mẽ và đấy ấn tượng. Điều đó đã được chứng minh qua việc cô nhận được giải Chuyền hai xuất sắc nhất giải đấu. Có thể nói, từ mùa giải 2014 đến 2020, duy chỉ có mùa giải 2019 gặp chấn thương không thi đấu, còn lại trong những mùa giải còn lại, Linh Chi luôn nhận được giải Chuyền hai xuất sắc nhất giải và sau đó cô góp tên tại cuộc bầu chọn VĐV tiêu biểu toàn quốc 2020. Ở giải quốc tế VTV Cup 2015, Nguyễn Linh Chi nhận được giải Hoa khôi VTV Cup.

Ngoài giải cá nhân, Linh Chi cùng đội bóng Thông tin đã giành được nhiều thành tích quý giá, đó là giành được ngôi vô địch giải VĐQG và VTV Bình Điền Long An trong nhiều năm. Ở cấp độ đội tuyển, cô từng cùng ĐTQG hai lần giành ngôi vô địch giải quốc tế VTV Cup năm 2014 và 2018; ngoài ra giành huy chương bạc SEA Games 28 và huy chương đồng SEA Games 29. Tại giải bóng chuyền nữ vô địch châu Á, Linh Chi cùng các đồng đội đã giúp đội tuyển bóng chuyền nữ Việt Nam giành được hạng 5 trong 2 năm 2015 và 2017.

Với những điều kể trên, Nguyễn Linh Chi là một trong số những cầu thủ hiếm hoi sở hữu kho báu thành tích khủng nhất nhì làng bóng chuyền. Không phải đơn thuần mà cô từng được coi là tượng đài bóng chuyền Việt Nam một thời. 

Sau khi cùng BTL Thông tin giành được chức vô địch tại giải VĐQG 2021, Linh Chi đã được bổ nhiệm vai trò trợ lý HLV, ngay sau đó không lâu cô đã có thông báo giải nghệ. Điều này đã khiến cho người hâm mộ bóng chuyền Việt nuối tiếc bởi khán giả vẫn luôn muốn được nhìn thấy những màn trình diễn của chuyền hai này.