מירסקי נולדה ברחובות ב-1943, בתם הבכורה של יוהנה לבית אילגובסקי, ילידת ליטא, ומשה בּוֹלֶסלַבְסקי, וגדלה בתל אביב. סבה, יהודה בולסלבסקי, היה בעל חנות ספרים ברוסית ברחוב אלנבי, בה בילתה שעות רבות בילדותה. עם סבתה נהגה לדבר רוסית בלבד וכך למדה את השפה[2]. אחותה, ימפה בולסלבסקי, הייתה בת זוגו של המשורר מאיר ויזלטיר[3].
בשנת 1957 סיימה את לימודיה בבית-הספר העממי "טשרניחובסקי" בתל אביב, וב-1961 סיימה את לימודיה בגימנסיה "תיכון חדש".
בלי לסיים את התואר חזרה ב-1967 ארצה, התחילה ללמוד באוניברסיטת תל אביב, בחוגים לספרות אנגלית ולתורת הספרות הכללית, וקיבלה תואר ראשון (בהצטיינות) ב-1971. בשנת 1971 חזרה לאוניברסיטת מינכן, והפעם למדה בחוג ללימודים סלאבים, עם התמקדות בספרות רוסית (חוג ראשי), ובחוגים לספרות גרמנית ואנגלית (חוגים משניים), וכעבור ארבע שנים קיבלה תואר שני, וחזרה לישראל. התגוררה במינכן בסך הכל קרוב לתשע שנים.
בעלה נשאר במינכן[2] ומצא משרה ברדיו אירופה החופשית. מאוחר יותר התגרשו.
בשנים 1976–1979 לימדה ספרות רוסית וספרות גרמנית בחוג לתורת הספרות הכללית באוניברסיטת תל אביב. בשנת 1979 החליטה לעזוב את החיים האקדמיים ולהתמסר לתרגום, מרוסית ומגרמנית, וקיבלה משרה של מתרגמת ועורכת בהוצאת עם עובד.
עם ייסודה של "הספרייה" (שהתגלגלה אחר-כך ל"הספרייה החדשה") בהוצאת סימן-קריאה/הקיבוץ המאוחד, עברה לעבוד כ"מתרגמת הבית" במסגרת החדשה הזאת[6]. כן העבירה סדנאות לתרגום באוניברסיטת תל אביב, במסגרת החוג לתורת הספרות הכללית.
במשך שנים פרסמה רשימות ומאמרים בענייני ספרות, בין השאר בכתב-העת האקדמי "הספרות", בחוברות הרבעון "סימן קריאה" (שנמנתה עם חברי המערכת שלו) ובמוספים הספרותיים של "הארץ", "דבר", "ידיעות אחרונות" ו"מעריב"; כן כתבה את הערכים בספרות רוסית, החל באות סמ"ך, ב"אנציקלופדיה העברית".
בשנתיים האחרונות לחייה עבדה מירסקי על תרגום "הטירה" של קפקא. בתקופה זו נעזרה בשכנה, אמיר פלג, מורה לספרות בגימנסיה הרצליה ודובר גרמנית בעצמו. הוא גם החליף בעבודת העריכה את אחותה, שנפטרה בינתיים, וגם היה קורא את התרגום שלה ומעביר לה הערות.
בשנת 1989 זכתה בפרס טשרניחובסקי לתרגום[9], ובשנת 1997 – בפרס משרד החינוך למתרגמים, שבו זכתה בשנית בשנת 2007. באותה השנה הוענק למירסקי פרס על מפעל חיים ליצירה בתחום התרגום, במסגרת פרסי שר התרבות לספרות.[10] ובשנת תשס"ח 2008, זכתה בפרס ישראל בספרות[11], בתחום התרגום:
נילי מירסקי הביאה את התרגום אל מדרגה אמנותית גבוהה במיוחד. מפעל התרגום הענף שלה סולל דרך לקורא הישראלי אל גדולי הספרות האירופית. כמתרגמת היא הוסיפה נדבך חשוב לאופייה הפתוח והעשיר של התרבות העברית החדשה. נילי מירסקי העניקה מחדש לקהל הקוראים את טולסטוי ואת פלטונוב, כמו גם את תומאס מאן ואת תומאס ברנהארד.
תרגומיה של מירסקי מצטיינים בהקשבה דרוכה לקול הספרותי של המקור, ובסירוב ליצור דגם אחיד של תרגום. היא מוצאת לבוש עברי גמיש והולם לסגנונו המיוחד של כל סופר, ועם זאת, מעשי התרגום שלה חיים ונושאים בשפה העברית.
— נימוקי ועידת הפרס
על מלאכת התרגום העידה:
מלאכת התרגום היא מלאכה אבסורדית, כי היא בלתי אפשרית. לכל שפה יש עולם משלה, דפוסי חשיבה ייחודיים, צירופי מילים שמביעים רגשות מסוימים. אי אפשר להעביר את כל אלה כהווייתם ללשון אחרת. לא בכדי אמרו חז"ל: 'כל המתרגם פסוק כצורתו, הרי זה בדאי' (קידושין מ"ט, ע"א)
מירסקי, שהייתה פסנתרנית נלהבת מאז ילדותה, ראתה דמיון רב בין התרגום לבין הנגינה.
המתרגם הוא אמן מבצע שלוקח את היצירה ומאפשר לה לחיות בשפה אחרת, כשם שהנגן נוטל את התווים הדוממים מן הדף ומעניק להם חיים על ידי השמעתם
לאחר מותה עיריית תל אביב קבעה לוחית הנצחה לזכרה בכניסה לביתה בסימטת גן מאיר 8. בנוסף, זכתה בקיץ 2018 בפרס שרת התרבות לתרגום עבור תרגום הספר "פליקס קרול: וידוייו של מאחז עיניים" מאת תומאס מאן (הפרס נמסר לחברה הקרוב, אמיר פלג).[12]