Nina Kunzendorf, geboren am 10. November 1971 in Mannheim, studierte von 1992 bis 1996 an der Hochschule für Musik und Darstellende Kunst in Hamburg. Bereits während dieser Zeit gab sie ihr Spielfilmdebüt in Yilmaz Arslans viel beachtetem Erstlingswerk "Langer Gang" (1992): Darin spielte sie ein an den Rollstuhl gefesseltes türkisches Mädchen, das durch die Zwänge ihrer traditionell eingestellten Familie an einem selbstbestimmten Leben gehindert wird. Nach dem Studienabschluss erhielt sie ein Engagement am Nationaltheater Mannheim, 1998 gefolgt von einem Engagement am Deutschen Schauspielhaus in Hamburg. Seit dem Jahr 2001 gehört Kunzendorf zum Ensemble der Münchner Kammerspiele. Auf Grund ihrer dortigen Leistungen wurde sie gemeinsam mit einigen Kollegen im Jahr 2005 mit dem Bayerischen Kunstförderpreis in der Kategorie "Darstellende Kunst" ausgezeichnet.

2002 spielte Kunzendorf unter der Regie von Jo Baier in dem Nachkriegsdrama "Verlorenes Land". Mit Baier drehte sie 2004 auch das Fernsehspiel "Stauffenberg", in dem sie Nina Gräfin von Stauffenberg verkörperte. Für ihre Leistung in Rainer Kaufmanns "Marias letzte Reise", in dem sie als Krankenschwester einer todkranken Bäuerin beisteht, wurde sie 2005 gemeinsam mit ihren Co-Schauspielern Monica Bleibtreu und Michael Fitz mit einem Sonderpreis des Bayerischen Fernsehpreises geehrt. Im gleichen Jahr sah man sie in Dominik Grafs Grimme-preisgekrönter, viel diskutierter "Polizeiruf 110"-Folge "Der scharlachrote Engel" als Vergewaltigungsopfer, das am Ende zurückschlägt.

Zu ihren weiteren wichtigen Fernseharbeiten zählen Lars Kraumes Schuldrama "Guten Morgen, Herr Grothe", das im Panorama der Berlinale 2007 Premiere feierte; Andreas Kleinerts "Hurenkinder" (2008), in dem sie die karrieristische Tochter einer altersmüden Hamburger Puffmutter spielt; und Matti Geschonnecks für den Grimme-Preis nominierten TV-Thriller "Entführt" (2009), in dem sie eine Industriellentochter verkörpert, die nach der Entführung ihres Kindes in einen Sumpf aus Intrigen und alten Familiengeheimnissen gerät. In dem preisgekrönten Drama "Bis nichts mehr bleibt" (2010; Regie: Niki Stein) über einen Scientology-Aussteiger hatte sie die Rolle einer überzeugten Mitarbeiterin und "Ethik-Offizierin" der Sekte. Für ihre Verkörperung einer seelisch ausgebrannten Polizistin in dem TV-Drama "In aller Stille" wurde sie gemeinsam mit Rainer Kaufmann (Regie) und Ariela Bogenberger (Drehbuch) mit dem Grimme-Preis ausgezeichnet. Eine tragende Nebenrolle hatte sie außerdem in Kaufmanns preisgekröntem Drama "Blaubeerblau" (2011), über die Freundschaft zwischen einem erfolgreichen Architekten und seinem todkranken Schulfreund. Ab dem Frühjahr 2011 spielte Kunzendorf zusammen mit Joachim Król das neue Ermittler-Duo des HR-"Tatorts". Allerdings gab sie die Rolle trotz großen Publikumserfolgs und viel Kritikerlobs nach nur fünf Folgen wieder auf.

Auf der Kinoleinwand sah man Nina Kunzendorf in all den Jahren lediglich in einer Nebenrolle von Margarethe von Trottas Historiendrama "Rosenstraße" (2003). Erst 2013 meldete sie sich als Kinoschauspielerin zurück: In Lars Kraumes "Meine Schwestern" verkörpert sie eine Frau, die sich während einer gemeinsamen Reise allmählich wieder ihrer schwer kranken Schwester annähert. Der Film feierte im Panorama der Berlinale 2013 Weltpremiere. Nach einem Auftritt als kaltherzige Leiterin eines Waisenhauses im TV-Märchenfilm "Das Mädchen mit den Schwefelhölzern" (2013) war sie dann wieder im Kino zu sehen: In Christian Petzolds vielfach preisgekrönten Nachkriegsdrama "Phoenix" war sie an der Seite von Nina Hoss als enge Freundin der dem KZ entronnenen Hauptfigur zu sehen. Für diese Darstellung wurde sie mit dem Deutschen Filmpreis 2015 für die Beste weibliche Nebenrolle ausgezeichnet.