1975 in Stuttgart geboren. Studium an der Hochschule für Schauspielkunst „Ernst Busch“ in Berlin. Mit der Titelrolle in Bernd Eichingers „Das Mädchen Rosemarie“ begann 1996 ihre TV- und Filmlaufbahn, in der sie vor allem Protagonistin in Filmen von Christian Petzold ist. Vor Dreharbeiten schaute sie sich lange Zeit – ein Ritual – Filme mit Isabelle Huppert an: Anspruch, Anspruch, Anspruch! Ihre Mutter, die Schauspielerin Heidemarie Rohweder, war Intendantin in Esslingen; ihr Vater, Willi Hoss, war Betriebsratsvorsitzender bei Daimler-Benz, Mitbegründer und Fraktionssprecher der Grünen im Bundestag, später Entwicklungshelfer in Amazonien.
Nina Hoss war fünfzehn Jahre am Deutschen Theater Berlin engagiert, seit 2013 ist sie Ensemblemitglied an der Schaubühne am Lehniner Platz. Bei Michael Thalheimer spielte sie in „Emilia Galotti“ von Gotthold Ephraim Lessing, in „Einsame Menschen“ von Gerhart Hauptmann, in „Faust. Der Tragödie zweiter Teil“ von Johann Wolfgang von Goethe und in „Die Fledermaus“ von Johann Strauß.