Con una formación en interpretación, canto y ballet, Nawja Nimri comienza a ser reconocida en el mundo cinematográfico de la mano del director Daniel Calparsoro en películas como Salto al vacío, Pasajes, A ciegas o Asfalto. Tras el éxito de Abre los ojos de Alejandro Amenábar, llega su primera nominación a los Goya como mejor actriz protagonista con Los Amantes del circulo Polar de Julio Medem, con quien repite en Lucía y el Sexo por la que también es nominada al Goya en la categoría de mejor actriz de reparto.

Entre sus últimos trabajos cinematográficos destacan 20 centímetros de Ramón Salazar, Las Vidas de Celia de Antonio Chavarrías y El Método de Marcelo Piñeyro.