Нина Иванова родилась в 1934 г. в Москве в семье, которая не имела никакого отношения к миру кино. На съемочную площадку она попала случайно – в 9 лет Нина попалась на глаза режиссеру фильма «Жила-была девочка», который искал юных актрис для картины о детях, перенесших блокаду. Съемки проходили в Ленинграде в 1943 г. в перерывах между авианалетами, а на экраны фильм вышел в 1944 г. На международном кинофестивале в Венеции картина получила приз, а к юной актрисе пришла первая популярность.

Достоверных сведений о ее биографии очень мало. По одним данным, Нина Иванова после окончания школы поступила в медицинский вуз. По другим – школу она так и не окончила, из-за материальных сложностей в многодетной семье она после 8 класса пошла работать на завод. Из-за неоконченного среднего образования девушка не смогла поступить в театральный вуз, а позже, когда ей советовали доучиться, говорила, что после роли учительницы в «Весне на Заречной улице» идти в школу для рабочей молодежи – «стыд и позор».

Свою звездную роль Нина Иванова получила благодаря счастливому случаю. Работая на заводе, она снималась в дипломных проектах выпускников театральных вузов. И в одной из таких короткометражек ее заметил режиссер Марлен Хуциев. И несмотря на то, что она не была профессиональной актрисой, он доверил ей главную роль в фильме «Весна на Заречной улице», который стал лидером кинопроката середины 1950-х гг. – его посмотрели больше 33 млн зрителей.

О феномене невероятной популярности этого фильма кинокритики спорят до сих пор. Рядовой на первый взгляд сюжет благодаря оригинальным режиссерским находкам и блестящей игре актеров не оставлял равнодушными никого. Образы, созданные Николаем Рыбниковым и Ниной Ивановой, были настолько живыми и правдоподобными, что многие зрители узнавали в их героях себя и своих знакомых. Многие женщины жгли себе волосы раскаленной на плите вилкой или щипцами, чтобы сделать такой же завиток на виске – «локон страсти», как его называли – какой был у обаятельной учительницы школы рабочей молодежи Татьяны Сергеевны. Со всей страны ей присылали письма поклонники с предложением руки и сердца.

Актер Геннадий Юхтин, исполнивший в фильме роль инженера Крушенкова, рассказывал: «Нина Иванова была податливая, как пластилин. Она не профессионал, но у неё была добрая и открытая душа. Эта простота сделала своё дело. Хоть у героини Нины мало слов, не было бы её, не было бы «Весны…».

В ее героиню невозможно было не влюбиться – свидетели съемок объясняли эту магию тем, что «камера смотрела на нее влюбленными глазами». Дело в том, что во время работы над фильмом у Нины Ивановой начался роман с оператором картины Радомиром Василевским. На тот момент он был женат, но ради актрисы оставил жену и 4-летнюю дочь и уехал с возлюбленной в Одессу. Какое-то время они жили в гражданском браке, а официальный развод Василевский получил только в 1960 г. Директор музея Одесской киностудии Вадим Костроменко вспоминал: «Мы с ними соседствовали на лестничной клетке. Однажды прихожу в гости: Нина, раскинув руки как птица, лежит на полу, а Радик очерчивает ее фигуру мелком. «Буду шить жене модную пижаму!» Помню, я даже завидовал их отношениям, в них была такая весенняя легкость. Интеллигентный Радик и улыбающаяся, солнечная Ниночка…». А в начале 1960-х гг. их брак распался. Василевский вскоре снова женился, а Нина Иванова так и не вышла замуж и не родила детей.

 
В 1960-х гг. актриса снялась еще в нескольких фильмах, но ни одна из этих ролей не могла сравниться с ее звездной ролью в «Весне на Заречной улице». И в 1966 г. Нина Иванова приняла решение оставить актерскую профессию. В последний раз она появилась на экранах в 1974 г. в фильме «Еще можно успеть» и с тех пор больше никогда не выходила на съемочную площадку.

С Николаем Рыбниковым после съемок Нина Иванова никогда не виделась, а его творческая судьба, несмотря на невероятный успех в 1950-1960-х гг., тоже сложилась драматически.