Nazanin Boniadi wurde 1982 auf dem Höhepunkt der iranischen Revolution in Teheran im Iran geboren; ihre Eltern zogen kurz darauf nach London. Als junges Mädchen spielte sie Geige und Ballett.

Sie besuchte eine private High School und zog später in die Vereinigten Staaten, wo sie einen Bachelor-Abschluss mit Auszeichnung in Biowissenschaften von der University of California, Irvine, erwarb. An der UCI gewann sie den Chang Pin-Chun Undergraduate Research Award für molekulare Forschung zur Krebsbehandlung und Abstoßung von Herztransplantaten. Sie war auch stellvertretende Chefredakteurin von MedTimes, der medizinischen Zeitung der UCI.

Nazanin Boniadi setzt sich schnell sowohl im Film als auch im Fernsehen durch. In den Staffeln drei und vier des mit dem Emmy und dem Golden Globe ausgezeichneten Dramas Homeland (2011) spielte sie als CIA-Analystin Fara Sherazi mit, für die sie eine Nominierung für den SAG Award 2015 in der Outstanding Performance eines Ensembles in der Kategorie Drama Series erhielt. Boniadi erschien im MGM-Paramount Remake von Ben-Hur 2016. Unter der Regie von Timur Bekmambetov spielt der Film Frau Boniadi in der weiblichen Hauptrolle der Esther gegenüber Jack Huston, Morgan Freeman und Toby Kebbell. Als nächstes wird sie in einer Hauptrolle gegenüber Armie Hammer und Dev Patel in Anthony Maras' Hotel Mumbai auftreten.

Unter ihren vielen Fernsehcrews porträtierte Boniadi Nora, eine relativ langjährige Liebesbeziehung zu Neil Patrick Harris' Barney Stinson, in den Staffeln sechs und sieben von How I Met Your Mother (2005). Sie erschien auch als berüchtigte Adnan Salif in der dritten Staffel von Shonda Rhimes' politischem Erfolgsdrama Scandal (2012). Sie wird neben J.K. Simmons in der Original Starz-Serie Counterpart (2017), die von Justin Marks kreiert und von Morten Tyldum produziert wurde, den nächsten Star spielen.

Im Film trat Boniadi als Amira Ahmed in Jon Favreaus Iron Man (2008) auf und porträtierte eine junge Mutter, Elaine, in Paul Haggis' The Next Three Days (2010). Sie hat auch mehrere unabhängige Merkmale zu ihrem Kredit.

Boniadis Eltern, die auf dem Höhepunkt der iranischen Revolution in Teheran geboren wurden, zogen kurz darauf nach London, England, wo sie mit Schwerpunkt auf Bildung aufgewachsen war. Während sie sich schon früh mit dem Theater beschäftigte, entschied sich Boniadi später, dass sie Arzt werden wollte. Sie zog im Alter von 19 Jahren in die Vereinigten Staaten, um an der University of California in Irvine zu studieren, wo sie ihren Bachelor-Abschluss mit Auszeichnung (Dean's Academic Achievement and Service Award) in Biowissenschaften erhielt, und gewann den "Chang Pin Chun" Undergraduate Research Award für ihre Arbeit in der Herztransplantatabstoßung und Krebsforschung.

Boniadi schaltete um, um ihrer ersten Liebe nachzugehen, und entschied sich dann für ein Schauspielstudium, das eine Ausbildung in zeitgenössischem Drama an der Royal Academy of Dramatic Arts in London unter der Leitung des Dramaturgen Lloyd Trott beinhaltete.

Boniadi spricht fließend Englisch und Persisch. Sie ist eine engagierte Menschenrechtsaktivistin. Boniadi war Sprecherin von Amnesty International USA (AIUSA) 2009-2015 und arbeitet weiterhin mit der gemeinnützigen Organisation als AIUSA Artist of Conscience zusammen.