Phương Định là một cô gái Hà Nội trẻ trung, xinh đẹp. Cô tự hào về vẻ đẹp của mình: "Nói một cách khiêm tốn, tôi là một cô gái khá. Hai bím tóc dày, tương đối mềm, một cái cổ cao, kiêu hãnh như đài hoa loa kèn. Còn mắt tôi thì các anh lái xe bảo: "Cô có cái nhìn sao mà xa xăm!"." Vẻ đẹp của cô hấp dẫn bao người: "Không hiểu sao các anh pháo thủ và lái xe lại hay hỏi thăm tôi. Hỏi thăm hoặc viết những thư dài gửi đường dây, làm như ở cách xa nhau hàng nghìn cây số, mặc dù có thể chào nhau hằng ngày."

Phương Định cũng là một cô thanh niên xung phong dũng cảm, kiên cường. Cô cùng Nho và chị Thao sống trong một cái hang dưới chân cao điểm tại một vùng trọng điểm của tuyến đường Trường Sơn - nơi tập trung nhiều bom đạn, sự hiểm nguy, khốc liệt. Nơi đây dường như không có sự sống: "đường bị đánh lở loét, màu đất đỏ, trắng lẫn lộn, không có lá xanh, chỉ có những thân cây bị tước khô cháy". Công việc chiến đấu của cô đặc biệt nguy hiểm và lặng lẽ: "khi có bom nổ thì chạy lên đo khối lượng đất cần san lấp vào hố bom, đếm bom chưa nổ và nếu cần thì phá bom". Cô phải chạy trên cao điểm giữa ban ngày: "trên đầu thì có máy bay ì ầm, dưới chân có những quả bom chưa nổ nhưng nhất định sẽ nổ". Mỗi lần phá bom là mỗi lần phải đối diện với Thần Chết. Hoàn cảnh sống khó khăn, công việc nguy hiểm, vậy mà Phương Định đã sống và làm công việc ấy được ba năm - ba năm hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ. Tác giả miêu tả tâm lí nhân vật trong một lần phá bom để giúp người đọc thấy rõ những gian khổ, hi sinh cũng như lòng dũng cảm, kiên cường của cô gái thanh niên xung phong. Dù phá bom là công việc đã trở thành thường xuyên nhưng mỗi lần phá bom là mỗi lần phải đối diện với Thần Chết, sự căng thẳng bao trùm: thần kinh như căng ra, thời gian, không gian như ngừng lại,... rồi đồng đội bị thương... Có những khi họ cũng nghĩ đến cái chết - một cái chết mờ nhạt, thoáng qua. Nhưng quan trọng hơn "liệu bom có nổ, mìn có nổ không? Không thì làm cách nào để châm mìn lần hai?" Từ lo lắng cho tính mạng nhanh chóng chuyển sang lo lắng cho nhiệm vụ. Hoàn thành nhiệm vụ luôn được đặt lên trên hết. Cô sẵn sàng hi sinh cả tính mạng để hoàn thành nhiệm vụ.

Phương Định còn là người có tâm hồn trong sáng, hồn nhiên, mơ mộng. Cô gái trẻ tâm hồn mơ mộng, thích làm đẹp cho mình và cho cuộc sống dù ngay giữa chiến trường ác liệt: "thích ngắm mắt mình trong gương". Cô có những ước mơ, khát vọng về tương lai. Cô có những kỉ niệm về một thời học sinh vô tư bên mẹ trong một căn gác nhỏ nơi cuối phố - đó vừa là hành trang, vừa là niềm khao khát làm dịu mát tâm hồn cô nơi chiến trường bom đạn. Phương Định hát hay, thuộc nhiều và cũng hay hát. Cô thích ngồi bó gối mơ màng và hát - tiếng hát của tâm hồn lạc quan phơi phới. Sau những căng thẳng về nhiệm vụ, rồi đồng đội bị thương, cơn mưa đá bất chợt đã đem niềm vui thích con trẻ trở lại với Phương Định, biết bao kỉ niệm về quê hương lại dội về.

Không chỉ vậy, ở Phương Định còn có tình đồng đội yêu thương, gắn bó. Cô gắn bó với đồng đội của mình như chị em: quan tâm, lo lắng cho nhau, hiểu rõ tính cách, tâm trạng của chị Thao cũng như phát hiện ra vẻ đẹp của Nho. Cô còn dành tình cảm yêu mến, cảm phục đối với tất cả những người chiến sĩ trên đường ra mặt trận. Đặc biệt, khi Nho bị thương, Phương Định cùng chị Thao cứu chữa, chăm sóc: moi đất, bế Nho lên, rửa vết thương, băng bó vết thương, pha đường sữa cho Nho,... thành thạo như một cô y tá thành thục. Phải chăng chính tình đồng đội yêu thương đã giúp Phương Định trưởng thành?

Truyện ngắn "Những ngôi sao xa xôi" đã khắc họa thành công hình ảnh nhân vật Phương Định với cách sử dụng ngôi kể hợp lí: truyện kể theo ngôi thứ nhất, Phương Định - nhân vật chính - người kể chuyện làm cho câu chuyện hiện lên sâu sắc và đi sâu miêu tả thế giới nội tâm nhân vật. Cách kể chuyện sinh động, ngôn ngữ kể trẻ trung kết hợp linh hoạt các kiểu câu khi kể chuyện tạo sức cuốn hút cho tác phẩm. Với những nét nghệ thuật ấy, "Những ngôi sao xa xôi" - Lê Minh Khuê đã khắc họa thành công hình ảnh Phương Định nói riêng và hình ảnh những cô gái thanh niên xung phong trên tuyến đường Trường Sơn trong những năm tháng chống Mĩ ác liệt nói chung với vẻ đẹp của tâm hồn trong sáng, mộng mơ và tinh thần dũng cảm. Phương Định là hình ảnh tiêu biểu của tuổi trẻ Việt Nam trong những năm "Xẻ dọc Trường Sơn đi cứu nước - Mà lòng phơi phới dậy tương lai".