Nikki Reed, de son vrai nom Nicole Houston Reed, voit ses parents divorcer lorsqu'elle n'a encore que 2 ans. Fille de Seth Reed, architecte, et de Cheryl Houston, coiffeuse, elle vit dans un premier temps chez sa mère mais, durant son adolescence, leur relation se détériore. Elle finit donc par rejoindre son père qui vit avec une autre femme, Catherine Hardwicke. Toutes deux se lient d'amitié et deviennent très complices (une complicité qu'elles garderont même après que Catherine Hardwicke se soit séparée de Seth Reed). Motivée et aidée par cette dernière, Nikki co-écrit le scénario de Thirteen, dans lequel elle tient l'un des premiers rôles. Elle obtient grâce à ce film plusieurs récompenses (Young Hollywood Awards dans la catégorie "one to watch" (2003), Nantucket Film Festival pour le meilleur scénario (2003), Independent Spirit Awards pour la meilleure première performance (2004)). Suit Les Seigneurs de Dogtown (2005), où elle joue aux côtés du regretté Heath Ledger.

Après quelques passages dans des séries populaires comme Newport Beach (2006), Nikki Reed est une nouvelle fois récompensée pour son interprétation dans Mini's First Time (2006), film pour lequel elle partage l'affiche avec Alec Baldwin. Elle retrouve ensuite, pour la troisième fois, la réalisatrice Catherine Hardwicke lorsqu'elle rejoint le casting du premier opus de la saga vampirique Twilight, Twilight - Chapitre 1 : fascination. L'actrice y interprète un vampire membre de la famille de Robert Pattinson, rôle qu'elle conserve dans Twilight - Chapitre 2 : tentation (2009), Twilight - Chapitre 3 : hésitation (2010), Twilight - Chapitre 4 : Révélation 1ère partie (2011) et Twilight - Chapitre 5 : Révélation 2e partie (2012)