Nico conobbe i primi successi personali come modella apparendo su numerose pubblicazioni di moda a diffusione internazionale. Ancora molto giovane si trasferì a Parigi dove ebbe modo di incontrare il famoso fotografo Tobias che la ribattezzò Nico, dal nome del suo ex boy-friend, il regista Nico Papatakis.

Nella sua carriera di modella, Nico - divenuta pupilla della famosa stilista Coco Chanel - lavorò fino alla fine degli anni Cinquanta per riviste prestigiose.), ELLE, ed altre ancora.

Come attrice ebbe anche un ruolo minore nel film La dolce vita, di Federico Fellini.

Dopo aver incontrato Andy Warhol ed essere divenuta frequentatrice della sua "Factory" fu da questi incoraggiata a partecipare, come voce solista, al primo disco dei Velvet Underground, intitolato appunto "The Velvet Underground & Nico" con l'inconfondibile banana warholiana in copertina. Con i Velvet Underground, anche loro frequentatori della Factory, ebbe il periodo di massima notorietà dopo la pubblicazione del disco d'esordio (1967): i loro primi concerti erano vere e proprie performance totali, comprendenti incontri di teatro, musica e cinema in cui con la musica venivano proiettate immagini psichedeliche; un ballerino, Gerard Malanga, accompagnava canzoni come Heroin e Sunday Morning.
Lo spettacolo, chiamato EPI, era in realtà una creazione dell'artista pop Andy Warhol. Ma la presenza di Nico all'interno della band è sempre stata problematica: forzata dallo stesso Warhol, inizialmente non era stata accettata dagli altri componenti; solo John Cale maturerà con la "chanteuse" un forte legame duraturo nel tempo (egli sarà infatti il produttore dei suoi più importanti lavori da solista).

Nonostante ciò "the Velvet Underground & Nico" è divenuto uno dei migliori album della storia del rock, carico di innovazione e spinte targate east coast, momenti suggestivi ed espressioni metropolitane. In quest'opera s'inserisce la voce di Nico che - dotata di un timbro rauco e assolutamente personale - viene tuttora considerata una delle più belle della musica rock.
Verso la fine degli anni Sessanta decide di abbandonare i Velvet Underground proseguendo la propria attività di mannequin e registrando diversi album da solista (di cui Cale sarà un importante collaboratore) ma senza mai ripetere il successo riscosso con i Velvet Underground. Anni più tardi dichiarò: "I Velvet volevano sbarazzarsi di me perché ricevevo più attenzione di loro da parte della stampa", a testimonianza di una collaborazione forzata anche se ben riuscita.
Questo è, però, il periodo più prolifico della sua carriera: preso in mano l'armonium che Cale le aveva regalato, Nico inserisce un modo del tutto nuovo di concepire la canzone diventando punto di riferimento e anticipatrice della corrente dark di fine anni Settanta. Dagli arrangiamenti ipnotici alle melodie pungenti e inquietanti della sua voce,  butta le basi del dark: gusto per l'occulto, ambientazioni gotiche e mistero. Il lavoro che porta a maturazione queste sue tendenze è "Desertshore".

Dopo circa cinquant'anni passati fra il lavoro di precoce modella, attrice, cantante e musicista, fra la tossicodipendenza e il continuo senso d'inquietudine; anche la morte, come la musica e la vita, è avvolta nel mistero: morì a Ibiza, in Spagna, negli 1988 per emorragia cerebrale, pare a seguito di una banale caduta con la bicicletta.