Nina Dobrev nació en el año 1989 en Sofía, Bulgaria, pero a los dos años de edad se mudó con su familia a Canadá, donde se asentaron en Toronto, Ontario.

Su madre es artista, su padre trabaja con las computadoras y tiene un hermano mayor.
Cursó sus estudios en la J.B. Tyrrell Sr. Public School, luego en la Wexford Collegiate School for the Arts, y finalmente obtuvo su título en Sociología en la Ryerson University en 2008.

Desde muy pequeña demostró su interés en las actividades artísticas como danzas, gimnasia, teatro, música, artes visuales y actuación.
Se formó como actriz en la Dean Armstron Acting School, donde fue descubierta por varias agencias de talentos de Toronto.

Desde joven comenzó a modelar, lo que la llevó a hacer comerciales, gracias a los cuales terminó presentándose en varias audiciones para películas. Rápidamente consiguió papeles en filmes como "Lejos de ella", "The Poet", "Fugitive Pieces" y "Chloe", y además participó en películas para televisión como “Playing House”, “My "Daughter's Secret" y "The American Mall", entre otras.

En la pequeña pantalla se la vio en series como "The Border", "Eleventh Hour", y ganó reconocimiento por interpretar a Mia Jones en "Degrassi: The Next Generation" entre 2006 y 2009, año desde el que se la puede ver en el papel de Elena Gilbert en "The Vampire Diaries", de CW.
 
En su tiempo libre, Nina disfruta practicando deportes como volley, soccer, natación, escalar, hacer snowboard y montar a caballo, entre otros.