Nina Kunzendorf nació en Mannheim en 1971. Estudió en la Academia de Música y Arte Dramático de Hamburgo antes de empezar a interpretar papeles en la compañía teatral de la Deutsches Schauspielhaus de Hamburgo y de la Munich Kammerspiele.

En 2002 debutó en televisión en el telefilm Marias letzte Reise (2005), de Rainer Kaufman, con quien volvería a colaborar en otro telefilm, In aller Stille (2010), por el que fue galardonada con el Premio de la Televisión Bávara a la Mejor Actriz.

Ganó la Cámara de Oro y el Premio Grimme a la Mejor Actriz por el telefilm Liebesjahre (2011), de Matti Geschonnek, y por su papel en la serie El lugar del crimen (episodios entre 2010 y 2012) volvió a ganar la Cámara de Oro y el Premio de Televisión Hessen a la Mejor Acriz.

Entre sus papeles para la gran pantalla destacaremos Rosenstrasse (2003), de Margarethe von Trotta, y Woman in Gold (2015), de Simon Curtis.