Bainbridge è nata a Melbourne, Australia, il 12 luglio 1978. Ha iniziato a studiare danza classica all'età di cinque anni e ha frequentato il Victorian College of the Arts dal 1994 al 1997. Dopo la laurea, ha lavorato come ballerina con l'Australian Ballet e la Compagnia di danza Bangarra.
Bainbridge ha debuttato come attrice nel 2001, apparendo nel film televisivo australiano _Heroes of the Heart _. A questo ha fatto seguito un ruolo nella commedia australiana del 2002 _The Nugget _. Nel 2002, è stata scelta per il ruolo di Grace Gibson in _Neighbours _. Ha interpretato il ruolo fino al 2005.
Da quando ha lasciato Neighbours, Bainbridge è apparso in numerose serie televisive australiane, tra cui _The Secret Life of Us , L'Alice _ e _Figli _. Ha anche recitato nei film _Voodoo Lagoon _ (2006) e _Daybreakers _ (2009).
Bainbridge è anche un cantante. Ha pubblicato il suo album di debutto, _Nadia Bainbridge _, nel 2005. L'album conteneva i singoli "So Beautiful" e "Never Let Me Go".
Bainbridge è sposata con l'attore Simon Baker. La coppia ha tre figli insieme.