Nina Dobrev nasceu em Sófia, Bulgária e se mudou para o Canadá com dois anos de idade, onde ela foi criada em Toronto. Ela fala fluentemente Francês, Inglês e búlgaro. Sua mãe Michaela é uma artista, e seu pai é um cientista da computação. Ela tem um irmão mais velho, Alexsander. A partir de uma idade muito jovem, ela mostrou grande entusiasmo e talento para as artes: dança, ginástica, teatro, música e artes visuais. Nina estudou na escola publica Sr. J. B. Tyrrell e Wexford Collegiate School for the Arts em Scarborough, Ontário.Ela estudou tambem na Ryerson University em Toronto onde se formou em Sociologia.Em 2008 decidiu seguir sua carreira de atriz.
Pouco tempo depois, ela conquistou papéis em filmes, incluindo Fugitive Pieces , Away from Her , Never Cry Werewolf , e a série de televisão Degrassi: The Next Generation da CTV. Ela estrelou em uma série de filmes ao longo da vida. Ela também estava no filme da MTV chamado The American Mall. Ela está atualmente estrelando em The Vampire Diaries, do canal americano CW , onde interpreta o papel principal como Elena Gilbert e o papel da antagonista Katherine Pierce ao lado dos atores Ian Somerhalder e Paul Wesley.
Nina junto com Joe Jonas apresentou o We Day, que é um evento anual organizado pela associação de caridade canadense Free The Children , que, segundo o fundador Craig Kielburger, foi concebida para "motivar os jovens para ajudar a lutar contra a injustiça juvenil.