Родилась 27 сентября 1986 года в Москве. Прапрадедом девочки по отцовской линии был Василий Суриков – прославленный русский живописец и мастером масштабных исторических полотен. Среди его работ наиболее известны «Утро стрелецкой казни», «Боярыня Морозова», «Взятие снежного городка», «Покорение Сибири Ермаком», «Степан Разин». Надиным прадедом был другой художник Петр Кончаловский – советский художник, один из основателей творческого объединения «Бубновый валет», также оставивший большое художественное наследие. Ее дед Сергей Михалков был известным советским детским писателем, военным корреспондентом, поэтом, написавшим тексты гимнов Советского Союза и Российской Федерации. Ее бабушка Наталья Кончаловская была поэтессой. Брак с Сергеем Михалковым был для нее вторым по счету. Первым мужем ее стал известный писатель Юлиан Семенов. Отец Нади – Никита Михалков, продолжил творческую линию, как и его родной старший брат Андрей Михалков-Кончаловский. Он стал кинорежиссером, занял пост Председателя Союза кинематографистов России, был удостоен премии Американской академии киноискусства «Оскар» за лучший иностранный фильм и Большим призом жюри 47-го Каннского фестиваля за работу над фильмом «Утомленные солнцем». Надина мать Татьяна Михалкова окончила Московский государственный институт иностранных языков имени Мориса Тореза, работала переводчиком и манекенщицей у российского модельера Вячеслава Зайцева, а позднее заняла пост президента Благотворительного фонда «Русский силуэт».
Надежда Михалкова дебютировала в кинематографе в возрасте семи лет. Первой работой стала роль в мелодраме Никиты Михалкова «Утомленные солнцем». Картина рассказывала зрителям о тяжелом периоде сталинских политических репрессий. В эпицентре сюжета находились легендарный комдив Сергей Котов и его семья. Но в их тихую и спокойную жизнь ненавязчиво приходит старый знакомый Митя, за годы отсутствия перевоплотившийся из друга семьи в секретного агента НКВД. Главные роли в фильме сыграли Никита Михалков, Олег Меньшиков, Ингеборга Дапкунайте. Уже тогда Надя очень ответственно относилась к своей актерской работе. Во время съемок начальной сцены фильма в бане девочке было очень жарко, но она стоически терпела до последнего. Не желая быть отстраненной от съемок, она старалась ничем не вызвать негодования со стороны окружающих. Зато, как только прозвучала команда «Снято!», Надя все же упала в обморок. Через несколько лет Михалкова сыграла роль в комедии Тиграна Кеосаяна «Президент и его внучка». Надя воплотила на экране сразу два образа – внучку Президента и ее точную копию, дочку художницы. Роль Президента исполнил Олег Табаков. По задумке его персонаж на экране визуально напоминал реального президента России Бориса Ельцина, а история была своеобразной интерпретацией сказки о принце и нищем. Помимо этого Надя приняла участие и в других картинах, поставленных Никитой Михалковым. Ей принадлежала небольшая роль в исторической мелодраме «Сибирский цирюльник», и лентах, продолжающих сюжетную линию драмы «Утомленные солнцем».
В 2008 году Михалкова пошла по стопам своей старшей сестры Анны и попробовала себя в роли продюсера триллера Леонида Рыбакова «Скажи_Лео». Тогда же она окончила обучение на факультете международной журналистики в МГИМО. В 2010 году Надя сыграла роль в мелодраме своего мужа, режиссера грузинского происхождения Резо Гигинеишвили «Без мужчин». 21 мая в молодой семье родилась дочь Нина. В 2012 году на экраны вышел второй совместный проект Нади и Резо – приключенческая комедия «Любовь с акцентом».
