Su espectacular cuerpo se lo debe al ballet y su madre, que obligaba a Nicole y a su hermana Antonia a hacer gimnasia todas las mañanas. Vivió hasta los cuatro años en EEUU y más tarde se trasladó con su familia a Australia donde ingresó en una escuela juvenil de teatro. En 1983, con 14 años, debutó en la película “Bush Christmas” y le abrió las puertas para participar en varias series australianas. En 1989, se dió a conocer al mercado europeo y americano con su papel en la película “Calma total”; fue entonces cuando un productor americano decidió incluirla en su película “Días de trueno” donde actuaba con Tom Cruise.
Se enamoraron y se casaron al año siguiente por el rito de la cienciología, religión que profesa Tom. Él y Nicole formaban una de las parejas más estables de Hollywood, pero cuando decidieron adoptar a dos niños, Connor e Isabella, las especulaciones sobre la esterilidad de Tom, que venían desde su primer e infértil matrimonio con Mimi Rogers, se dispararon, y hasta se llegó a dudar de su orientación sexual. Una de las películas más controvetidas de ambos actores fue “Eyes Wide Shut”, protagonizada por la pareja y rodada precisamente poco antes de su divorcio. El contenido erótico de la cinta, en el que la pareja mostraba su lado más sexual, era evidente. El film ayudó a acallar por el momento las especulaciones sobre la sexualidad de Tom pero no la crisis en el matrimonio.
La ruptura se produjo en 2001, al parecer de un modo inesperado para Kidman, a quien se vio muy afectada. Según los documentos presentados en su proceso de divorcio, ella estaba embarazada cuando se produjo la abrupta decisión, y perdió el niño por motivos que no han llegado a aclararse. Volvieron a dispararse los rumores, y se llegó a decir que Tom sospechaba que Nicole estaba embarzada de otro. También se habló de una infidelidad de Tom, de celos profesionales y de la religión de Tom como motivos de la ruptura. Tras el shock inicial, ella se volcó en el trabajo. La sombra de Cruise había oscurecido hasta entonces a una brillantísima actriz que encadenó desde entonces un trabajo magistral tras otro.
En 2001 protagonizó "Moulin Rouge" film en el que cantaba y bailaba y que le valió su priara nominación al Oscar, y también “Los otros” del director español Alejandro Amenábar, rodada en parte en Cantabria. En 2002 su papel en “Las horas”, interpretando a Virginia Wolf, le valió un Oscar a la mejor actriz principal.
Después del divorcio se la ha relacionado con Iain Glenn, Russel Crowe, Robbie Williams y Lenny Kravitz. Por último, comenzó una relación con el cantante de country Keith Urban que culminó en una gran boda en Sydney en el 2006, ya que ambos son australianos. El contrato prenupcial de la pareja no es muy normal, ya que incluye una cláusula de escape en caso de que su marido vuelva a consumir drogas o a abusar del alcohol, hecho que ya ha incumplido. Por deseo expreso de Nicole, Keith ingresó en una clínica de alcohólicos en EEUU meses después de su boda.
Lo que si queda claro es que esta actriz protagonista del spot publicitario más caro de la historia, el del perfume Chanel Número 5, todavía va a dar mucho que hablar profesional y personalmente.