Ha studiato da soprano, ha diviso il tempo fra l’università e piccoli gruppi live, ha fatto la vee jay, è entrata e uscita da una porticina laterale della discografia con un 45 giri che ha rimosso. Nel 2001 ha fondato un complesso, Chiara & Gliscuri, con cui è riuscita a mettere a fuoco qualcosa della sua personalità. Da quell’esperienza è nata la collaborazione con i Franziska, con cui gira l’Europa cantando reggae in inglese e patois. Ma è solo una parte del suo mondo. Nina ha tempo e voglie anche per scrivere canzoni, tanto, di tutto, e per proporsi come solista. 
Nel 2009 dal suo cilindro sempre zeppo, Nina Zilli ha estratto sei brani, ha aggiunto una cover storica (You Can’t Hurry Love delle Supremes, nella versione italiana – “L’amore verrà”) e raccolto tutto in un ep. 50mila. Il singolo di lancio, con Giuliano Palma, è la canzone più compiuta e un bell’esercizio sul tema di amore/dolore, Inferno un rilassato “sha la la” che fa molto estate Sixties; e Penelope, con gli Smoke, il brano che più si avvicina all’adorato rock steady. Il singolo “50mila” è stato scelto da Ferzan Ozpetek per il film Mine Vaganti. Nina Zilli partecipa alla 60° edizione del Festival di Sanremo con il brano “L’Uomo che Amava le Donne” scritto insieme a Kaballà ed incluso nell’ album di studio uscito a Febbraio 2010, ricevendo il Premio della Critica ‘Mia Martini’ e ‘Premio della Sala  Stampa Radio e Tv’ nella categoria Nuova Generazione. Sempre durante il Festival è stata inoltre premiata da Assomusica per la Migliore esibizione live tra gli artisti in gara nella sezione giovani. Il riconoscimento, sulla base delle segnalazioni degli associati, le è stato assegnato per essersi distinta per la sua performance che ha evidenziato una spiccata vocazione all’esibizione live, con un ottimo senso del palco, ed una forte predisposizione al contatto con il pubblico, caratteristiche indispensabili per trasformare la musica dal vivo in emozione. 
A fine aprile 2010 l'album Sempre lontano viene decretato disco d'oro a conferma del successo di vendite dell'album e del singolo sanremese. Nel 2010 partecipa ai Wind Music Awards all'Arena di Verona e viene premiata come "New Artist". Il 5 novembre esce il singolo Bacio d'a(d)dio il primo estratto da Sempre lontano Special Edition, la nuova release del primo album. partecipa come ospite al 61° Festival di Sanremo per duettare con i La Crus nel brano Io confesso. La mattina partecipa alla conferenza stampa e il suo disco Sempre lontano viene premiato Disco di Platino. Nel febbraio 2011 la cantante riceve due nomination ai TRL Awards 2011 nelle categorie Best Look e Italians Do It Better, e proprio lei, insieme a Fabrizio Biggio e Francesco Mandelli, ha presentato la cerimonia tenutasi a Firenze il 20 aprile 2011. Nel 2012 partecipa alla 62° edizione del Festival di Sanremo con il brano Per sempre ed esce l’album d’inediti dal titolo L’amore è femmina. Dopo il Festival di Sanremo per Nina Zilli arrivano mesi ricchi di impegni. A maggio vola a Baku per rappresentare l’Italia all’Eurovision Song Contest. Ottiene grandi riconoscimenti di critica e di pubblico e si classifica al nono posto. Per Nina Zilli il 2013 è un anno di studio, ricerca e viaggi. In estate arriva WE LOVE YOU, un nuovo progetto live con il trombettista Fabrizio Bosso. Nel 2015 Nina Zilli partecipa tra i big della 65esima Edizione del Festival di Sanremo. Uno dei ritorni più attesi sul palco dell'Ariston con SOLA, il brano di cui è anche autrice e contenuto nel suo terzo album di studio, “Frasi&Fumo”. Nel 2017 Nina Zilli ritorna con un nuovo album, pubblicato a settembre, “Modern Art”. “Mi hai fatto fare tardi” è il singolo che ha anticipato il progetto in radio, una canzone dai suoni urbani, prodotta da Michele Canova e nata dalla collaborazione di Nina con Calcutta, Dario Faini e Tommaso Paradiso dei Thegiornalisti. Da ottobre Nina è in tour nei più importanti club della penisola. Il Modern Art Tour è l’occasione per ripercorrere con l’artista i suoi successi più amati e per presentare al pubblico i brani del nuovo lavoro discografico.