Нина Алисова родилась в Киеве в семье рабочего Ульяна Ивановича Алисова.

В 1927—1932 годы в юном возрасте Нина участвовала в спектаклях Киевского детского театра. В дальнейшем Нина Алисова поступает во ВГИК и уже во время учёбы снимается в кино, с её участием выходят фильмы «Бесприданница» (где она сыграла Ларису Огудалову), «О странностях любви» и фильм «Новая Москва». Окончила ВГИК в 1938 году.

С 1945 года — актриса Театра-студии киноактёра (Москва). В 1930 — 1940-е годы сыграла в фильмах: в водевиле «О странностях любви», оптимистической драме «Дурсун», драме «Радуга» и других фильмах.

В 1961—1963 годах Нина Ульяновна играла на сцене Саратовского АТД имени К. Маркса. В постановке 1961 года «Орфей спускается в ад» по пьесе Т. Уильямса она сыграла роль Леди Торренс, в 1962 году в пьесе «Ленинградский проспект» играла Нину Алексеевну.

В 1961—1963 годах преподавала актёрское мастерство в Саратовском театральном училище.

В 1964 году вернулась в Москву. В 60-80е годы снималась в фильмах: «Тени забытых предков», «Синее небо», «Транссибирский экспресс», «Пусть он выступит», «Испытатели».

В 1990-е сыграла в картине «Ширли-мырли».

Похоронена в Москве на Троекуровском кладбище.