Ненсі Келлі народилася в місті Лоуелл, штат Массачусетс. У кіно вона почала зніматися ще в дитячому віці, за що в американській пресі її прозвали «найбільш комерційно успішним дитиною-актором Америки». З 1933 по 1934 рік вона також працювала на радіо, де озвучувала Дороті Гейл з «Чарівника країни Оз».
Її дорослі ролі також були досить успішні. Вона двічі ставала володаркою премії «Сари Сиддонс» за свою роботу в театрі Чикаго, а також премії «Тоні» за свою роль в п'єсі «Погане потомство», кіноверсія якої в 1956 році принесла їй номінацію на «Оскар». Актриса також знімалася і в телевізійних серіалах, включаючи «Час Альфреда Хічкока» в одному з епізодів якого у неї була головна роль.
За свій внесок в кіноіндустрію Ненсі Келлі була удостоєна іменної зірки на Голлівудській алеї слави.
