Narodila se v Berlíně dne 24. ledna 1961 jako Nastssja Aglaia Nakszynski, hercům Klausi Kinskému a Ruth Brigitte Tockiové, kteří se však rozvedli už v roce 1968. Jako dítě vyrůstala Nastassja v Berlíně (tehdy západním), Římě, Caracasu, v Mnichově, kde ji také v jejích 13 letech na diskotéce objevila německá herečka Lisa Kreuzer, tehdejší manželka režiséra Wima Wenderse, v jehož filmu CHYBNÝ POHYB (1975) dostala svou první filmovou roli němé dívky Mignon. Z dalších významných Wendersových filmů, ve kterých se Nastassja Kinski objevila, je třeba vyjmenovat PAŘÍŽ, TEXAS (1984) a TAK DALEKO, TAK BLÍZKO! (1993). Kvůli svému účinkování v hororu TO THE DEVIL A DAUGHTER (1976), kde se objevila nahá, ještě před dosažením zletilosti, uváděli americké úřady datum jejího narození jako rok 1959. Dle německých záznamů se však narodila v roce 1961.
V roce 1982 se Kinské nabízí další zajímavé role, ze kterých je třeba zmínit postavu cirkusové akrobatky Leily z muzikálu ONE FROM THE HEART, režírované F.F. Coppolou a také roli v populárním hororu KOČÍČÍ LIDÉ. V průběhu osmdesátých let pak střídavě rozdělovala svou činnost mezi Evropu, kde natočila filmy jako MĚSÍC V KANÁLU (1983), HARÉM (1985), TORRENTS OF SPRING (1989), a Spojené státy Americké, kde si zahrála mimo jiné ve filmech EXPOSED (1983), NEVĚRNĚ TVÁ, MARIINI MILENCI (oba 1984) a REVOLUCE (1985).
V 90. letech ji štěstí na kvalitní role začalo opouštět a i když si na nedostatek pracovních příležitostí stěžovat nemůže, tak za zmínku stojí snad jen akční komedie NEBEZPEČNÉ PÁDY (1994) kde si zahrála po boku Charlieho Sheena a drama Mikea Figgise LÁSKA NA JEDNU NOC (1997). V roce 2001 pak v rámci uvedení dramatu AMERICKÁ RAPSODIE navštívila Českou republiku, jakožto oficiální host MFF Karlovy Vary.
10. září 1984 se Nastassja Kinski provdala za egyptského filmového producenta Ibrahima Moussu, s nímž vychovala syna Aljoshu (jehož otcem je Vincent Spano) a dceru Sonju, která je modelka a před pár lety se nechala fotografovat nahá s hadem podobně jako kdysi její matka. Od roku 1991 do roku 1997 pak žila s hudebníkem Quincy Jonesem, s nímž má dceru Kenyu.