Nastassja Kinski est la fille de Klaus Kinski, elle débute sous les projecteurs très jeune. A 14 ans, elle tourne son premier film Faux Mouvement (1975) sous la direction de Wim Wenders. Elle prend goût à la comédie c'est ainsi qu'elle suit des cours à Londres et à l'Actors Studio de New York.

A peine âgée de 20 ans Roman Polanski avec Tess lui offre le rôle qui propulse sa carrière et auquel elle reste liée. Sa transformation en panthère dans La Feline (1982) de Paul Schrader met en émoi toute une génération. En 1984, elle retourne avec Wim Wenders dans Paris, Texas où sa prestation d'actrice crève l'écran. Elle retrouve ce dernier en 1992 dans Si loin, si proche.

Sa filmographie révèle sa capacité à incarner un très large éventail de rôle sous la direction de grands réalisateurs comme Coup de coeur de Francis F. Coppola (1982), La Lune dans le caniveau de Jean-Jacques Beineix (1983), Pour une nuit (1997) de Mike Figgis ou Rédemption (2000) de Michael Winterbottom.

De Maria's Lovers (1984) en passant par Terminal Velocity (1994), elle explore tous les types de films. En 2001, elle revient sur les écrans avec American rhapsody.