Нонна Терентьева родилась 15 февраля 1942 года в Баку, Азербайджан. Родители – Антонина и Николай Новосядловы. Мама была актрисой и работала в Бакинском театре. В детстве Нонна много где побывала и пожила, так как ее отец был военным. Но со временем они обосновались в Киеве. Нонна занималась танцами и любила балет. Маленькая Терентьева часто устраивала собственный кукольный театр. Актерскому искусству обучалась сначала в Театральном институте имени И. К. Карпенко-Карого в Киеве, но не окончила его, так как решила переехать в Москву и поступить в Театральное училище имени Бориса Щукина. На курсе с Терентьевой в Щукинском училище обучалось много будущих звезд советского кино. После учебы работала во многих театрах Москвы, какое-то время играла в Киеве в театре русской драмы имени Леси Украинки.
Первой работой в кино был военный фильм «Самый медленный поезд» режиссеров Валерия Лескова и Владимира Краснопольского, вышедший в 1963 году. Терентьева сыграла одну из главных героинь – Лену. В 1966 году снялась в фильме по мотивам рассказа Антона Чехова «Ионыч». Фильм назывался «В городе С.», актрисе досталась роль Екатерины Туркиной. Героиня Нонны обладает надменным и капризным характером, что не приводит ее ни к чему хорошему. Фильм показывали на Каннском кинофестивале. До этого была роль в короткометражном фильме «Шуточка», тоже по Чехову. В этом фильме актриса исполнила главную роль вместе с Никитой Михалковым. Нонне часто приходили предложения от зарубежных режиссеров, но руководители советского кино не хотели отдавать актрису.
В 1973 году Нонна снялась в фильме «Крах инженера Гарина», где сыграла роковую красавицу Зою Монроз. Главную роль мадам Демидовой исполнила в боевике «Транссибирский экспресс». Коллеги по цеху очень хорошо отзывались об актрисе, она не была капризной и алчной, легко соглашалась ехать куда угодно и за небольшую плату. В последние годы жизни актрисе давали в основном небольшие роли, несмотря на то, что выглядела она лет на пятнадцать младше своего реального возраста. Терентьева сыграла не так много ролей в кино, ведь в те годы режиссеры отдавали предпочтение актрисам, которые могли бы сыграть скромных комсомолок. Поэтому Нонне пришлось посвятить свой актерский талант в основном театральной сцене.
Терентьева была настоящей женщиной, она не позволяла себе выглядеть плохо, всегда блистала в изумительных нарядах, которые ей шила ее мама. Актриса обладала необычайно красивой внешностью, и благодаря этому у нее было очень много поклонников. Ей часто доставались роли знойных женщин и авантюристок, какой она и являлась отчасти в жизни. Также известно, что Терентьева любила писать стихи.
Нонна была замужем за Борисом Терентьевым, но брак не продлился долго. У них есть общий ребенок – дочь Ксения, которая сейчас работает модельером.
Нонна Терентьева ушла из жизни 8 марта 1996 года и похоронена на Троекуровском кладбище.
