Bà Hoàng Thị Ái xuất thân trong một gia đình quan lại nổi tiếng ở Quảng Trị, ông nội bà là cụ Hoàng Hữu Xứng, từng có 30 năm làm quan dưới 7 đời vua Nguyễn. Cha bà cũng là một trí thức Tây học, vì yêu nước mà khi trở về Việt Nam, thay vì ra làm quan đã quyết định mở trường tư dạy con em người Việt tinh thần yêu nước, chống ngoại xâm.
Khi bà Ái chưa tròn 10 tuổi, cha bà bị ốm nặng rồi qua đời, gia cảnh bắt đầu sa sút. Bà đã phải cùng mẹ đi làm thuê làm mướn để trả nợ cho cha và lo cho người em út học hành thành tài. Khi người em trai út đã học hành đỗ đạt và trở thành nhà giáo, bà đi theo Cách mạng. Năm 1927, bà tham gia vào tổ chức Việt Nam Cách mạng Đồng chí Hội tại quê nhà, sau đó trở thành một trong nữ đảng viên cộng sản đầu tiên của Việt Nam.
Năm 1929, phong trào cách mạng ở các tỉnh Trung Kỳ phát triển mạnh mẽ, bà Hoàng Thị Ái được tổ chức bố trí làm thư ký cho đồng chí Nguyễn Phong Sắc, Bí thư xứ ủy Trung Kỳ. Để đảm bảo bí mật và thuận tiện công tác, tổ chức đã yêu cầu hai ông bà đóng giả làm vợ chồng. Hai người phải cùng nhau chung sống dưới một mái nhà để che mắt địch và dễ dàng thâm nhập vào phong trào công nhân ở địa phương. Chính trong những ngày cùng nhau hoạt động Cách mạng này, giữa hai người đã nảy sinh tình cảm với nhau. Được sự ủng hộ của tổ chức, ông bà đã trở thành vợ chồng thật sự, dù bà cũng biết rằng ông đã có vợ con ở Hà Nội.
Tuy nhiên, bà chỉ được sống những ngày tháng hạnh phúc ngắn ngủi của một người vợ. Năm 1931, khi bà mới sinh người con gái đầu lòng được hơn 1 tháng, ông bà phải chia tay nhau mỗi người một nơi đi làm nhiệm vụ. Ông là người lãnh đạo phong trào Xô Viết Nghệ Tĩnh, còn bà phải lên đường làm nhiệm vụ công tác khác. Đứa con sơ sinh còn khát sữa mẹ phải gửi nhờ gia đình một cơ sở Cách mạng nuôi giúp. Ngày chia tay chồng con lên đường làm nhiệm vụ, bà chẳng thể ngờ rằng đó là ngày cuối cùng bà được gặp những người thân yêu nhất của cuộc đời mình.
Trong cuốn hồi ký của mình, bà Hoàng Thị Ái tuyệt nhiên không nói tới những đau khổ, mất mát mà bà từng trải qua. Ngay cả với những người thân trong gia đình, bà cũng hầu như không chia sẻ những câu chuyện buồn đau cũ nhưng tất cả con cháu đều hiểu những đau đớn, thiệt thòi và những hy sinh mà bà đã phải chịu đựng.
Giữa năm 1931, bà nhận được tin chồng bị giặc bắt tại ga Hàng Cỏ và bị chúng giết chết trong tù. Bản thân bà cũng bị địch bắt và bỏ tù. Năm 1935, khi vừa được trả tự do, quay trở lại gia đình cơ sở cũ nơi đã gửi đứa con còn đỏ hỏn, bà lại nhân được tin sét đánh: vợ chồng gia đình cơ sở Cách mạng đó cũng bị địch bắt sau phong trào Xô Viết Nghệ Tĩnh. Con của bà cùng với con của đôi vợ chồng ấy đã chết vì khát sữa. Ở tuổi 35, bà góa chồng, mất con, và trở thành người phụ nữ bơ vơ, cô độc, không có gia đình.
Đã có nhều người khuyên bà cố gắng nguôi ngoai nỗi đau mất mát để xây dựng hạnh phúc mới, vì khi đó bà còn rất trẻ, có nhiều người ngỏ ý, nhưng bà đều nhẹ nhàng từ chối. Bà nói, sau khi chồng con mất, bà chỉ có hai nguyện vọng: ở vậy thờ chồng, thờ con và dành trọn đời mình cho Cách mạng.
Năm 1940, bà lại bị địch bắt lần thứ ba. Sau 5 năm bị giam ở nhà tù Hỏa Lò từ năm 1940 - 1945, bà trở thành tỉnh ủy viên, tham gia thành lập Ủy ban khởi nghĩa ở Bình – Trị - Thiên, trở thành Bí thư phụ vận khu 4, rồi Bí thư Đoàn Phụ nữ cứu quốc thay liệt sĩ Hoàng Ngân.
Đại hội Phụ nữ toàn quốc lần thứ nhất (nhiệm kỳ 1950 – 1956) tại Đại Từ, Thái Nguyên đã bầu bà Hoàng Thị Ái giữ chức Phó Chủ tịch Hội. Sau đó, bà tiếp tục giữ chức vụ này cho đến khi nghỉ hưu.
Nguyện hy sinh hết đời mình cho cách mạng, quên đi hạnh phúc riêng tư, cuộc đời bà Hoàng Thị Ái đã được bù đắp được phần nào khi duyên phận đã cho bà cơ hội được gặp người con trai út của nhà Cách mạng Nguyễn Phong Sắc và người vợ đầu của ông trên đường hoạt động Cách mạng.
Sau ngày kết hôn với ông Nguyễn Phong Sắc, dù biết ông đã có vợ con và còn cha mẹ già ở Hà Nội nhưng bà Hoàng Thị Ái chưa bao giờ có cơ hội được về Hà Nội ra mắt gia đình chồng. Khi đó, ông vẫn hứa với bà một ngày nào đó khi Cách mạng bớt cam go, ông sẽ đưa bà về ra mắt gia đình, họ hàng nhưng lời hứa đó cuối cùng ông đã không thể thực hiện được.
Trong những năm tháng hoạt động ở chiến khu, bà tình cờ gặp người lính trẻ Nguyễn Phong Vinh. Qua lời những người đồng chí, bà mới biết đó là con trai của ông Nguyễn Phong Sắc. Kể từ đó, trong những ngày công tác ở chiến khu, bà luôn chăm sóc người con riêng của chồng và coi anh như con ruột của mình. Sau này, qua người con của chồng, bà mới gặp được người vợ đầu của ông – bà Trịnh Thị Cán.
Ngày gặp mặt, hai người phụ nữ tuy chung một chồng nhưng cùng chia sẻ nỗi đau mất chồng, mất con vì chiến tranh. Từ đó họ coi nhau như chị em ruột. Xúc động trước tình cảm của bà Ái dành cho con trai mình, bà Cán đã nắm tay bà Ái rưng rưng nước mắt: “Chị có công sanh thì em có công dưỡng. Từ giờ, con của chị cũng là con của em. Anh Sắc không còn, chị em ta đùm bọc yêu thương nhau, coi nhau như chị em ruột thịt”.
Nhà Cách mạng Nguyễn Phong Sắc có hai người con trai, một đã hy sinh năm 1972 trong cuộc tấn công của máy bay Mỹ 12 ngày đêm ở Hà Nội. Người con trai thứ là Nguyễn Phong Vinh. Sau ngày hòa bình anh về công tác tại Ban tổ chức Trung ương Đảng. Sau ngày tìm lại được gia đình chồng, bà Ái đã được bà Cán và người con riêng của chồng xem như ruột thịt trong nhà.
Suốt mấy chục năm trời trước khi bà Ái mất, cứ thứ bảy, chủ nhật hằng tuần, người ta lại thấy bà Ái khi thì đạp xe đạp, khi thì đi xe buýt đến nhà bà Cán ở phố Bạch Mai rủ rỉ tâm sự từ sáng đến tối. Còn anh Nguyễn Phong Vinh cũng xem bà như mẹ của mình, luôn cố gắng làm tròn chữ hiếu để bù đắp phần nào những thiệt thòi mà bà phải chịu.
Khi về già, bà Hoàng Thị Ái đón người cháu gọi bà bằng bác ruột ra nuôi và sống cùng vợ chồng người cháu ấy cho đến lúc mất. Nhưng hằng tuần, người ta vẫn thấy anh Nguyễn Phong Vinh đến chăm sóc, hỏi thăm sức khỏe người mẹ hai của mình.
Đến lúc bà Hoàng Thị Ái mất khi vừa bước qua tuổi 104, người con Nguyễn Phong Vinh đã đưa di ảnh của bà về thờ tại gia đình, bên cạnh Nhà Cách mạng Nguyễn Phong Sắc và bà Trịnh Thị Cán.