Bainbridge blev født i Melbourne, Australien, den 12. juli 1978. Hun begyndte at studere ballet i en alder af fem og gik på Victorian College of the Arts fra 1994 til 1997. Efter sin eksamen arbejdede hun som danser med Australian Ballet og Bangarra Dance Company.
Bainbridge fik sin skuespillerdebut i 2001, da hun medvirkede i den australske tv-film _Heroes of the Heart _. Hun fulgte dette med en rolle i den australske komediefilm fra 2002 _The Nugget _. I 2002 blev hun castet som Grace Gibson i _Neighbours _. Hun spillede rollen indtil 2005.
Siden han forlod Neighbours, har Bainbridge medvirket i en række australske tv-serier, herunder _The Secret Life of Us , Alice _ og _Afkom _. Hun har også medvirket i filmene _Voodoo Lagoon _ (2006) og _Daybreakers _ (2009).
Bainbridge er også sangerinde. Hun udgav sit debutalbum, _Nadia Bainbridge _, i 2005. Albummet indeholdt singlerne "So Beautiful" og "Never Let Me Go".
Bainbridge er gift med skuespilleren Simon Baker. Parret har tre børn sammen.