Нина Добрев родилась 9 января 1989 года в Софии, Болгария, в семье программиста и художницы. У Нины есть старший брат Александр. Когда Нине исполнилось два года, семья Добрев переехала в Канаду и поселилась в Торонто, Онтарио.
Как и большинство актеров Нина начинала с работы моделью и съемок в рекламных роликах. Первым прорывом Нины на ТВ можно считать роль молодой матери Мии Джонс в популярной канадской подростковой драмме «Деграсси: Следующее поколение». Мия Джонс – молодая девушка, которая пытается жить обычной жизнью подростка, но и вместе с тем растить своего ребенка. Как позже призналась сама актриса, она подготовилась к этой роли: «Я обошла огромное количество вэб-сайтов, на которых рассказывалось о подростковой беременности», – говорит Нина, «Прочла много историй девушек, которым пришлось пройти через все те трудности, через которые пришлось пройти и моей героине. Это чувство отчуждения, все эти разговоры, слухи и осуждение со стороны людей.
Настоящим прорывом для Нины на Телевидении является роль Елены Гилберт в популярном сериале «Дневники вампира», снятый по мотивам серии одноимённых романов писательницы Лизы Джейн Смит в которых рассказывается история девушки по имени Елены, по воле рока ставшей причиной смертельной схватки братьев-вампиров. Сериал сразу же завоевал сердца миллионов зрителей, а Нина из неизвестной актрисы превратилась в одну из популярнейших актрис телевидения.
Параллельно с «Дневниками Вампира» снимается и в других проектах.В 2011 году вышел фильм под названием «Соседка по комнате», где Нина Добрев сыграла одну из второстепенных ролей. В скором времени выйдут еще два фильма – «Арена» (2011) и «Хорошо быть тихоней» (2012).