Tốt nghiệp Ðại học Y Thái Bình năm 2001, bác sĩ Thu về nhận công tác tại Bệnh viện Lao và Bệnh phổi Nam Ðịnh. Năm 2005, nhận công tác tại Khoa Cấp cứu bệnh viện này với chức Phó Trưởng khoa. Gần sáu năm trực tiếp quản lý, chăm sóc và điều trị cho hàng trăm người bệnh nặng, trong đó có gần 100 người bệnh lao/HIV. Anh luôn phải đối mặt với nguy hiểm, bởi tất cả những người bệnh có nguy cơ lây nhiễm cao, đe dọa sức khỏe và cả tính mạng của các bác sĩ và nhân viên điều trị. Mặc dù vậy, bác sĩ Thu vẫn không nản lòng. Bằng sự thương yêu người bệnh như người thân trong gia đình, bác sĩ Thu đã vượt qua mọi trở ngại để làm tốt công việc. Có nhiều trường hợp người bệnh không có thẻ bảo hiểm y tế, vào điều trị không đóng bất cứ khoản tiền nào; có trường hợp gia đình đưa người bệnh vào viện để phó thác, vào viện rồi bỏ trốn, bác sĩ Thu kịp thời báo cáo lãnh đạo bệnh viện để cho người về tận nhà người bệnh động viên trở lại bệnh viện. Những trường hợp người bệnh đến điều trị lao, khi phát hiện có HIV, phát sinh tiêu cực, suy sụp, bác sĩ Thu thường xuyên động viên, tự tay lau rửa cho người bệnh, dù đó không phải là công việc của mình. Tận tình giúp đỡ người bệnh là vậy, nhưng có trường hợp bác sĩ còn bị người nhà người bệnh hiểu lầm. Trường hợp người bệnh Nguyễn Văn T. khi vào viện, sức khỏe suy kiệt, chưa kịp làm các xét nghiệm đã qua đời, kết quả kiểm tra đã thể hiện lâm sàng điển hình của AIDS. Vậy mà giải thích nguyên nhân cái chết với gia đình người bệnh là việc rất khó khăn. Tháng 4-2011, người bệnh Nguyễn Văn H. vào cấp cứu với tình trạng mạch không, huyết áp không (chết lâm sàng); khi khám, bác sĩ Thu phát hiện người bệnh bị tràn khí màng phổi, lập tức cho thở ô-xy và làm các thủ thuật dẫn khí. Hàng chục người nhà người bệnh theo dõi cấp cứu, sau 30 phút, người bệnh đã hồi tỉnh. Ðiều đáng nói, một số người nhà quá khích đến nơi cấp cứu trước đó để trả thù, bác sĩ Thu lại phải giải thích với gia đình, họ mới thôi.
Năm 2010, bác sĩ Thu có đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở về đánh giá kết quả điều trị tràn khí màng phổi bằng mở màng phổi đặt ống thông. Hiện nay, bác sĩ Thu đang hoàn thành đề tài đánh giá lâm sàng và cận lâm sàng của người bệnh đồng nhiễm lao/HIV. Năm năm liền (2006-2010), bác sĩ Thu là Chiến sĩ Thi đua cấp cơ sở. Công việc chuyên môn bề bộn là vậy, nhưng bác sĩ vẫn tham gia các phong trào của bệnh viện, hoàn thành xuất sắc công tác Bí thư Ðoàn Thanh niên của Bệnh viện và được Trung ương Ðoàn TNCS Hồ Chí Minh tặng Bằng khen.