Ba cô gái trong Những ngôi sao xa xôi để lại trong ta những ấn tượng sâu sắc. Ỏ họ, ta bắt gặp bao nét đẹp chung.  Họ đều có tinh thần trách nhiệm cao với nhiệm vụ "Có những lúc họ nghĩ đến cái chết khi nguy hiểm kề bên, nhưng điều ấy chỉ thoáng qua rất mờ, nhường chỗ cho ý nghĩ làm thế nào để những quả bom kia phải nổ à Đặt nhiệm vụ lên trên cả tính mạng". Cả ba cô gái đều rất dũng cảm, gan dạ và hơn cả là ở họ, ta bắt gặp tinh thần đồng đội thân thiết, gắn bó, hiểu được tính tình, sở thích của nhau, quan tâm, chăm sóc nhau rất chu đáo. Ba cô gái trẻ với thế giới tâm hồn mơ mộng. Họ dễ vui nhưng cũng dễ trầm tư. Làm việc trong môi trường khắc nghiệt nhưng các cô gái đều rất  nữ tính, thích làm đẹp cho mình nơi chiến trường khói lửa. Song ở các cô gái ta cũng bắt gặp những nét riêng. Nét riêng làm nên vẻ đẹp ở tâm hồn mỗi cô gái.  Nho là cô em út trong tổ trinh sát, tính nết trẻ con, thích ăn kẹo, có dáng vẻ bé nhỏ, nhẹ nhàng, cứ mỗi lần đi trinh sát về lại đi tắm khiến Phương Định liên tưởng đến một que kem mát mẻ. Thế nhưng khi bị thương, Nho lại rất rắn rỏi, bản lĩnh. CÒn chị Thao là một người chị cả nhưng chị hay làm dáng nhất: lông mày tỉa nhỏ nhu cái tăm, áo lót cái nào cũng thêu chỉ màu. Ở nhân vật này có những nét tính cách tưởng như mâu thuẫn nhau và ở trong cô, "có sự kết hợp giữa cái nhút nhát, mềm yếu của một cô gái và cái bản lĩnh quyết doán của một người chiến sĩ nơi lửa đạn". Phương Định, nhân vật chính của truyện  là một người hồn nhiên, hay mơ mộng, hay sống với những kỉ niệm thời thiếu nữ hồi ở thành phố. Lê Minh Khuê miêu tả những nữ anh hùng phá bom nhưng họ không mang cái vẻ gân guốc, cứng nhắc giả tạo. Ngược lại, họ là những cô gái bình dị, có cá tính và vô cùng đáng yêu. Tổ quốc cần, họ sẵn sàng đón nhận những nguy hiểm và cuộc sống nơi chiến trường biến họ là thành anh hùng.