Родилась в городе Дрисса, ныне Верхнедвинск Витебской области (Белоруссия), в семье служащего. Окончила 10 классов.
С началом Великой Отечественной войны, находясь на территории, временно оккупированной немецкими войсками, участвовала в работе подпольной организации в городе Смолевичи Минской области. Члены подпольной комсомольской организации, созданной на торфозаводе, собирали разведданные о противнике, пополняли ряды партизан, оказывали помощь их семьям, писали и расклеивали листовки. С июля 1942 была связной, разведчицей, медсестрой партизанских отрядов «Сталинская пятёрка» (командир М. Василенко), «Буря» (командир М. Скоромник), бригады «Дяди Коли» (командир — Герой Советского Союза П. Г. Лопатин) в Минской области. Участвовала в операциях по взрыву мостов, нападении на вражеские обозы, не раз участвовала в боях. По заданию организации приняла участие совместно с М. Б. Осиповой и Е. Г. Мазаник в подготовке операции по уничтожению немецкого гауляйтера Белоруссии Вильгельма Кубе. Об этом подвиге советских партизан рассказано в художественном фильме «Часы остановились в полночь» («Беларусьфильм»).
Звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 1209) Надежде Викторовне Троян присвоено 29 октября 1943 года, за мужество и героизм, проявленные в борьбе с немецко-фашистскими захватчиками.
После войны в 1947 году окончила 1-й Московский медицинский институт. Работала директором НИИ санитарного просвещения Министерства здравоохранения СССР, доцентом кафедры хирургии 1-го Московского медицинского института. Была членом президиума Советского комитета ветеранов войны, членом Комитета защиты мира, председателем исполкома Союза обществ Красного креста и Красного полумесяца СССР, членом Совета международной Федерации борцов сопротивления, сопредседателем Международной организации санитарного просвещения.
Проживала в Москве. Похоронена на Троекуровском кладбище в Москве.
Кандидат медицинских наук, старший лейтенант медицинской службы запаса.