Nicole Kidman 1967. június 20-án született Nicole Mary Kidman néven a Hawaii-szigeteken, Honoluluban. Apja, Anthony Kidman pszichológus, anyja, Janelle Kidman főnővér volt. Ausztráliában nevelkedett, és már tízéves kora óta drámatagozatos iskolába járt.
Első komolyabb szerepét a BMX banditák (1983) című filmben kapta, majd négy évvel később a Vietnam (1987) című minisorozatban nyújtott alakításáért megkapta az Ausztrál Filmintézet díját. 1990-ben forgatta a Mint a villám (1990) című filmet, ekkor ismerkedett meg későbbi férjével, Tom Cruise-zal. A pár még ez év decemberében össze is házasodott. Hollywood imádta a Kidman-Cruise kapcsolatot, így 1992-ben újra együtt játszhattak a Túl az óperenciánban (1992), amely két ír bevándorló szerelméről szól.
1995-ben Bruce Wayne partnereként tűnik fel a Mindörökké Batman (1995) című filmben, melyben Val Kilmer játszotta a címszerepet. Szintén ebben az évben forgatta Gus Van Sant rendezésében a Majd megdöglik érte (1995) című filmet, alakítása pedig Golden Globe-díjat ért.
Hosszú szünet után 1999-ben újra együtt tűnt fel a vásznon férjével Stanley Kubrick thrillerében, a Tágra zárt szemekben (1999). 2001-ben, miután folyamatos találgatások folytak házasságuk megromlásáról, végül elváltak. Két örökbe fogadott gyermekük Nicole Kidmannal él. Még ebben az évben szerepelt a Moulin Rouge! musical filmes adaptációjában, melyben Ewan McGregor partnerét alakította. A kritikusok pozitívan nyilatkoztak, az Akadémia pedig Oscar-díj jelöléssel jutalmazta őt.

A színésznő az ezredfordulót követően is halmozta a sikereket. 2003-ban Oscar-díjat nyert Az órák című életrajzi film főszerepéért, és bár számos emlékezetes filmben tűnt fel, következő jelölésére 2011-ben került sor az Engedd el! kapcsán. A 2016-os Oscar-gálán ismét volt miért izgulnia, ugyanis a legjobb női mellékszereplő kategóriájának nagy esélyese volt az Oroszlánban nyújtott alakításával. 2021-ben az Amazon Prime Videón debütált Az élet Ricardóéknál, melyben Lucille Ball szerepében láthattuk, és melyért ismét Oscarra jelölték, ezúttal a legjobb főszereplők mezőnyében. A színésznő a szuperhősfilmek világában is kipróbálta magát az Aquamannel, de a filmek mellett a tévézés világában is sikert aratott. 2017-ben az HBO-n bemutatott Hatalmas kis hazugságokkal elnyerte a legjobb női főszereplő (minisorozat vagy tévéfilm) Emmy-díját.
2006. június 25-én másodszor is férjhez ment, ezúttal Keith Urban countryzenészhez. 2008. júliusában megszületett férjével közösen vállalt gyermekük, Sunday Rose. 2011. januárjában tovább bővült közös családjuk Keith-szel, amikor hozzájuk került az előző év decemberében született Faith Margaret is, akit – mivel a színésznő nem tudott teherbe esni – béranya hordott ki.