Bainbridge werd geboren in Melbourne, Australië, op 12 juli 1978. Ze begon ballet te studeren op vijfjarige leeftijd en bezocht van 1994 tot 1997 het Victorian College of the Arts. Na haar afstuderen werkte ze als danseres bij het Australian Ballet en de Bangarra-dansgezelschap.
Bainbridge maakte haar acteerdebuut in 2001 en verscheen in de Australische televisiefilm _Heroes of the Heart _. Ze volgde dit met een rol in de Australische komische film _The Nugget uit 2002 _. In 2002 werd ze gecast als Grace Gibson in _Neighbours _. Ze speelde de rol tot 2005.
Sinds hij Neighbours verliet, verscheen Bainbridge in een aantal Australische televisieseries, waaronder _The Secret Life of Us , De Alice _ en _Nakomelingen _. Ze speelde ook in de films _Voodoo Lagoon _ (2006) en _Daybreakers _ (2009).
Bainbridge is ook een zanger. Ze bracht haar debuutalbum uit, _Nadia Bainbridge _, in 2005. Het album bevatte de singles "So Beautiful" en "Never Let Me Go".
Bainbridge is getrouwd met acteur Simon Baker. Het echtpaar heeft samen drie kinderen.