Н.Хэмнетт училась живописи в пелхэмской Художественной школе (в 1906—1907 годах), затем в лондонской Школе искусств (до 1910 г.). В 1914 году, перед началом Первой мировой войны, Нина уезжает во Францию, где изучает историю искусств в парижской Академии Марии Васильевой. Хэмнетт имела художественное ателье на Монпарнасе, в колонии художников Улей. В самое короткое время она завязывает знакомства с крупнейшими представителями культурной жизни столицы Франции — в том числе с Модильяни, Ж.Кокто, Дягилевым и Пикассо. Хэмнетт была известна своей эксцентричностью, скандальным поведением и бисексуальностью. После того, как Нина танцевала обнажённой на столе в кафе Ротонда, Пикассо назвал её Королевой Богемы. Хэмнетт послужила моделью для полотен многих художников. На Монпарнасе Нина познакомилась и со своим будущим мужем, норвежским художником Кристианом Роальдом.
После возвращения в Англию Нина преподавала в Техническом институте в Вестминстере (в 1917—1918 годах). Разведясь с Кристианом Роальдом, Хэмнетт живёт вместе с композитором Эрнестом Джоном Моэраном. Затем была любовницей и сотрудницей художника Роджера Фрая, посвятившего Нине несколько своих полотен. Н.Хэмнетт была членом объединения британских интеллектуалов — группы Блумсбери. С середины 1920-х годов и до окончания Второй мировой войны художница живёт в лондонском богемно-фешенебельном районе Фицровия. Она завсегдатай местных художественно-артистических кафе, где встречается со своими друзьями — такими, как художник Огастес Джон и поэт Дилан Томас.
В 1932 году выходит в свет автобиографическая книга Н.Хэмнетт Laughing Torso (Весёлое тело), в которой она описывает свою жизнь во Франции, и которая стала бестселлером в Великобритании и в США. В том же году на Хэмнетт подал в суд известный оккультист Алистер Кроули, которого Нина представила в своей книге чернокнижником. Кроули процесс против Хэмнетт проиграл и при этом потерял почти всё своё состояние.
Нина Хэмнетт скончалась в 1956 году от цирроза печени, развившегося в результате многолетнего злоупотребления алкоголем.
Избранные полотна художника Р.Фрая, написанные им с Нины Хэмнетт:
Женщина на софе, (1915)
Нина Хэмнетт, (1917)
Нина Хэмнетт, (1917)
Нина Хэмнетт с гитарой, (1917/18)