Нелли Уварова родилась 14 марта 1980 года в литовском городе Мажейкяй. Семья девочки была далека от театра. Мать Нелли, Галина Григорьевна, занималась преподаванием спортивной гимнастики, хотя изначально получила высшее экономическое образование. Отец девочки, Владимир Георгиевич Уваров, работал инженером-технологом. Детей в семье было двое, Нелли и ее старшая сестра Лена. Впоследствии она, как и Нелли, выбрала для себя творческую профессию и стала дизайнером. Когда Нелли едва исполнилось восемь месяцев, семья оставила Литву. Начался период постоянных переездов. Только спустя два года родители обосновались в новом доме в Тбилиси. Дочки с детства были направлены в развивающие секции.
Обе с ранних лет занимались музыкой и художественной гимнастикой, обучались по классу фортепиано. Нелли рано проявила любовь к пению, и родители отвели дочку в хор. Чуть позднее девочка увлеклась плаванием. Этому хобби она посвятила целых четыре года. Нелли не было еще и десяти лет, когда в Грузии начались тяжелые смутные времена. Страна погрузилась в хаос. Население оказалось лишено даже самых простых и привычных удобств, таких, как электричество и водоснабжение. Можно было встретить лишь пустые полки продуктовых магазинов и длинные долгие очереди за питьевой водой. Спустя пять лет тяжелой жизни в Грузии, старшая сестра Лена первой из семьи переехала в столицу.
Для этой цели, доучившись до второго курса, девушка перевелась в Московскую Текстильную Академию. Нелли с родителями последовала за сестрой только через год. Сестры поселились вместе, в комнате студенческого общежития. Чтобы прокормить себя и семью, девочки брались за любую работу. Тогда Нелли испробовала на себе профессии расклейщика объявлений, курьера, доставляющего корреспонденцию и т.д. Так продолжалось до тех пор, пока в один прекрасный день девушка не оказалась на студенческом спектакле в ГИТИСе. Увиденное настолько поразило ее, что с этого момента Нелли стала завсегдатаем этих постановок. Параллельно девушка поступила в Театральную студию на Шаболовке. Когда пришло время выбирать будущую профессию, решение было очевидным. Уварова подала документы сразу в пять столичных театральных вузов. Успех ждал ее во ВГИКе. Она была принята в мастерскую Георгия Тараторкина.
Несмотря на строжайший запрет, первая работа перед камерой состоялась еще во время учебы, в 1999 году. Дебютной картиной стала короткометражка Анны Меликян «Полетели?!». Эта работа была показана на кинофестивале в Милане, а актриса удостоена специального приза «За лучшую актерскую работу». На театральной сцене Уваровой довелось воплотить совершенно разные образы: от пятидесяти пяти летней аристократки, до шестнадцатилетней девушки легкого поведения. После окончания ВГИКа Нелли сразу же была принята в труппу Российского академического молодежного театра. В кино в это время ярких предложений не поступало. Друг за другом шли лишь эпизодические роли. Зато в 2005 году актрису нашла роль, принесшая ей всенародную известность. Нелли исполнила роль главной героини в популярном российском сериале «Не родись красивой».
