Narozena roku 1975 ve Stuttgartu. Studovala herectví na Ernst Busch Hochschule für Schauspielkunst (Akademie dramatických umění Ernsta Busche) v Berlíně. V době studií hrála hlavní roli ve hře Bernda Eichingera Das Mädchen Rosemarie (1996). Od té doby se z ní stala jedna z nejznámějších německých divadelních a filmových hereček. Mezi svoje úspěchy si Nina Hossová může započítat cenu Gertrud-Eysoldt-Ring za roli v inscenaci Médea (Německé divadlo, Berlín), Bavorskou filmovou cenu za Bílou Masajku (Die weiße Massai, 2006, režie Hermine Huntgeburthová) a Brémskou filmovou cenu v roce 2009. Mezi její další filmy patří Elementární částice (Elementarteilchen, 2006, režie Oskar Roehler), Žena v Berlíně (Anonyma - Eine Frau in Berlin, 2007, režie Max Fäberböck), Zlato (Gold, 2013, režie Thomas Arslan) a Nejhledanější muž (A Most Wanted Man, 2014, režie Anton Corbijn). Nina Hossová spolupracuje s Christianem Petzoldem od roku 2002. Za televizní film Toter Mann získala v roce 2003 Cenu Adolfa Grimma, stejně jako v roce 2005 za Wolfsburg. Za film Yella (2007) získala Stříbrného medvěda na Berlinale a Německou filmovou cenu. Za roli ve filmu Barbara (2012) získala cenu Capri Hollywood pro nejlepší evropskou herečku a byla nominovaná na Evropskou filmovou cenu.