Нора родилась 8 мая 1989 года в Париже в семье австрийца и еврейки. Выросла в Экс-ан-Провансе, куда семья переехала, когда девочке было два года. С юных лет Нора проявляла интерес к музыке, танцам и сцене. Когда девочке было 14 лет, семья вновь переехала – на этот раз на Бали, где Нора прожила год. В 15 лет она вернулась в Париж и поступила на курсы пения и танцев.
Обаятельная француженка с роскошными голубыми глазами и чувственными губами с первого появления привлекла внимание режиссеров. С 17-ти лет Нора начала сниматься в телесериалах. Первая роль на экране – Хлоя в телесериале «Commissaire Valence» (2003 – 2008). Затем начинающая актриса сыграла русскую девушку в эпизоде проекта «R.I.S. Научная полиция» (с 2006-го). В следующем году появилась в проекте «Bac + 70 (2007) и фантастической комедии «Два мира» (2007).
Судьбоносным в карьере Норы становится знакомство с французским режиссером Кристофом Барратье. Он приглашает 19-летнюю красавицу на главную роль в свой мюзикл «Париж! Париж!». Лента показывает столицу Франции 1936-го года: трое безработных артистов решают вернуть себе концертный зал, где они когда-то выступали, но публику больше не впечатляют их устаревшие шутки. Тогда артистов спасает героиня Норы Арнезедер – юная Милашка поет на сцене свою любимую песню «Париж! Париж!» и становится знаменитой. Просыпается известной и сама актриса Нора Арнезедер. Эта лента оказалась успешной, неожиданно полюбившись миллионам людей по всему миру: фильм собрал в мировом прокате больше 12 миллионов долларов (это при бюджете в меньше одного миллиона!). Кроме того, лента получила профессиональное признание, удостоившись пяти номинаций на «Сезар», а также номинации на «Оскар» за песню «Loin de Paname». Кстати, все композиции в мюзикле исполнила сама Нора, что способствовало ее популярности не только как актрисы, но и как певицы.
Оказавшись на волне славы, Арнезедер стала получать многочисленные предложения от престижных модных домов и именитых режиссеров. Так, в 2009-ом году 20-летняя чаровница стала лицом авторитетной парфюмерной компании Guerlain. Она же сыграла одну из четырех подруг, которые отправляются в средиземноморский круиз своей мечты, в романтической французской комедии «Круиз» (2011). В 2012 году 23-летняя француженка снялась в своем первом американском фильме – блокбастере «Код доступа “Кейптаун”» вместе с Дензелом Вашингтоном, Райаном Рейнольдсом и Верой Фармига. В этом боевике о противостоянии ЦРУ и его спецагентов Нора сыграла французского медика Ану Моро. Героиня Норы влюблена в персонажа Рейнольдса, сотрудника ЦРУ, который лжет ей о своей деятельности. Фильм стал хитом года, собрав в мире больше 200 миллионов долларов, что не могло не прославить французскую актрису.
Нора закрепила популярность своей следующей работой в Голливуде – она снялась вместе с Элайджа Вудом в триллере «Маньяк» (2012). В этом ужастике актриса сыграла возлюбленную маньяка – героя Элайджи. В следующей американской ленте «Слова» (2012) Нора сыграла в дуэте с Брэдли Купером.
Затем актриса сыграла во французской картине Александра Аркади «Это как день посреди ночи» (2012), где исполнила главную женскую роль Эмилии, первой красавицы одной французской провинции, влюбленной в героя Фуад Эт Аату. А следом перевоплотилась в знаменитую героиню известного французского историко-авантюрного романа в фильме Ариэля Зейтуна «Анжелика, маркиза ангелов» (2013).
