Née à Donetsk où son père, Alexeï Petrovitch Sergueiev, est ingénieur et sa mère, Helena Ivanovna Sergueieva, violoniste et chef d'orchestre, Nina Sergueieva reçoit naturellement une éducation culturellement orientée vers la musique, apprenant et pratiquant la danse classique avant que son attirance plus réelle vers la peinture ne la fasse, au terme d'études secondaires à Donetsk (1928-1938), élève de Pavel Iakovlevitch Pavlinov (1881-1966) et de Nikolaï Semenovitch Samokich (1860-1944) à l'Institut des beaux-arts de Kharkov de 1940 à 1945, puis qu'elle entre à l'Institut des beaux-arts Sourikov de Moscou où jusqu'en 1950 elle a pour maître Igor Grabar (1871-1960)[2].
Nina Sergueieva devient membre de l'Union des artistes de Moscou en 1951, membre de l'Union des artistes soviétiques en 1954. Ses séjours à la datcha académique Ilia-Répine(en) (Academitcheskaïa Datcha(ru), lieu de pratique picturale intensive surnommé le « Barbizon russe », ses nombreux voyages qui suivront dans toutes les régions d'Union Soviétique puis en Europe (elle effectue son premier séjour en France en 1975), contribuent à ce que, prenant ses distances avec le réalisme socialiste, elle s'oriente vers le post-impressionnisme qui va la caractériser.
De 1974 à 1984, Nina Sergueieva préside le Comité de l'Union des artistes de Moscou pour le développement de l'art et de la culture dans les provinces. Elle partage ensuite sa vie entre Moscou et la région de Yalta, au bord de la Mer Noire.
