Нина Добрев родилась 9 января 1989 года в Софии, Болгария, в семье обычного программиста и художника. Девочка стала вторым ребенком в семье. На момент её появления у молодой пары уже был сын. Когда девочке исполнилось два года, семья Добрев переезжает в Канаду и поселяется в Торонто, Канада. Ещё в детстве Нина проявляла интерес к различным видам искусства: танцам, гимнастике, театру, музыке, изобразительным искусствам и актерскому мастерству. Первоначально девочка училась в совершенно обычной школе J.B. Tyrrell Sr. Public School, затем перешла в школу искусств – Wexford Collegiate School for the Arts, где и поняла, что быть актрисой её призвание. Позже Нина поступила в актерскую школу Дина Армстронга, где и была замечена многими агентствами.
Нина любит путешествовать, и часто посещала Европу, так как представляла Канаду на соревнованиях по художественной гимнастике. Она любит играть в волейбол, футбол, занимается плаванием, скалолазанием, сноубордингом и конным спортом.
После Wexford Collegiate School for the Arts Нина поступила в университет Ryerson University на социолога, но бросила обучение в 2008 году, чтобы всерьез заняться продвижением своей актерской карьеры.
Как и большинство актеров Нина начинала с работы моделью и съемок в рекламных роликах. Эта работа стала первой ступенью на пути к успешной актерской деятельности. 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… Это не легко.»
На «Деграсси» Нина не остановилась. Вместе со съемками в сериале актриса начинает сниматься в различных фильмах. По-началу это были небольшие роли в таких фильмах, как «Вдали от нее» или «Как она двигается». Но постепенно режиссеры начинают замечать талант молодой девушки и начинает доверять ей и главные роли. В 2007 году вышло несколько фильмов, в которых Нина съиграла главную роль. Это были: военная драма «Любовь на линии фронта», комедия «Чересчур молоды для женитьбы», драма «Осколки» и триллер «Двуликий убийца». За ними последовала пара ролей в разных сериалах и несколько фильмов, такие как фильм ужасов «Оборотень» и мюзикл «Американская аллея». В последнем Нина продемонстрировала не только актерский, но и певческий талант.
Настоящим прорывом для Нины на Телевидении является роль Елены Гилберт в хитовом 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.