Hun ble utdannet på Det kongelige Teaters elevskole og debuterte i 1902. I 1910 filmdebuterte hun i Afgrunden, den markerte både Asta Nielsens og dansk stumfilms europeiske gjennombrudd. I 1912 flyttet hun til Tyskland hvor hun ble landets best betalte skuespiller. Med avbrudd arbeidet hun i Tyskland inntil hun, presset av det nazistiske styret flyttet tilbake til Danmark i 1937 hvor hun bodde til sin død i 1972.
Unge år
Asta Nielsen ble født på Vesterbro i København, hennes far, Jens Christian Nielsen (1847–1895), var arbeider og moren, Ida Frederikke Petersen (1843–1912), var vaskekone. Asta utdannet seg til skuespiller ved Det kongelige teaters elevskole og debuterte i 1902 på Dagmarteateret, hvor hun ble inntil 1905. Fra 1908 til 1910 arbeidet hun ved Det ny Teater og hun turnerte også i Norge og Sverige, men slo aldri riktig gjennom ved teateret.
Filmkarriere
I 1910 debuterte hun i stumfilmen Afgrunden. Den ble regissert av Urban Gad, og filmen ble både Asta Nielsens og dansk films europeiske gjennombrudd. Etter Afgrunden spilte hun i ytterligere to filmer i Danmark, hvorpå hun flyttet til Tyskland og sammen med Urban Gad fikk stor suksess. Mot slutten av første verdenskrig dro hun tilbake til Danmark, men returnerte til Tyskland og fortsatte filmkarrieren. Asta Nielsen mestret imidlertid ikke lydfilmen, og hennes eneste lydfilm, Unmögliche Liebe (1932), ble ingen suksess.
Adolf Hitler ønsket å involvere Nielsen i propagandaen sin. I et personlig møte sa han: «Jeg kan si tusen ord, og ingen forstår meg. Men en eneste bevegelse av Dem forstår hele verden.» Nielsen bevarte imidlertid sin personlige integritet, og noe samarbeid med Hitler kom aldri på tale. Hun svarte: «Mener De denne bevegelsen?» og gjorde hitlerhilsen. Hitlers forhåpninger ble ingenting av.[12]Greta Garbo uttalte om Asta Nielsen at når det gjaldt uttrykk og bredde, «så er jeg ingenting sammenlignet med henne».
I perioden 1925-33 ble Nielsens iøynefallende «fiskerhus» på ferieøyen Hiddensee (åpent for besøkende)[13] sentrum for en større gruppe kunstnere. Asta Nielsen omtales i boken Det 20. århundrede – De 100 mest betydningsfulde personer i Danmark.
Senere karriere
Asta Nielsen flyttet tilbake til Danmark for godt i 1937 og arbeidet med opplesninger i radio, skrev en selvbiografi og noen noveller. I 1968 skrev, instruerte og produserte hun en selvbiografisk film, Asta Nielsen, da hun var misfornøyd med den Henrik Stangerup hadde produsert om hennes liv.
Privatliv
Asta Nielsen var gift tre ganger, men i sin selvbiografiDen tiende muse omtalte hun verken sin datter eller sine ekteskap.[14] Første ektemann var Urban Gad (1879-1947) som hun var gift fra 1912 til skilsmissen i 1918.[15] I 1919 giftet hun seg med den svenske reserveløytnanten Ferdinand Wingårdh som hun skilte seg fra i 1923.[16] I årene 1923-36 bodde hun sammen med den russiske skuespilleren Gregorij Chmara. I 1970 giftet hun seg på Frederiksberg rådhus med kunsthandleren Anders Christian Theede (1899-1988).
I 1901 hadde hun fått datteren Jesta – men fortalte aldri hvem faren var. Jesta ble levert på et barnehjem, men en måned senere hentet Asta Nielsen barnet igjen på oppfordring av sin mor som sa: «I vår familie gir vi ikke bort barn.» Jesta vokste opp hos sin mormor og fikk først kontakt med sin mor langt oppe i tenårene, da morens karriere var på sitt høyeste, og datteren kom i veien. Smerten over dette fulgte Jensa hele livet. Hennes mor bosatte seg på Peter Bangsvej 61. Våren 1966 traff forfatteren Henrik Stangerup divaen i et middagsselskap, «84 år og frisk som en 40-åring», skrev han i sin posthumeessay-samling Tværtimod. Han ønsket å lage en kortfilm med og om henne, men det skar seg raskt da han kom i skade for å kalle henne «fru Nielsen». Hun opplyste straks at han fikk kalle henne enten «fru Asta Nielsen» eller die Asta som tyskerne gjorde. ««Fru Nielsen» kan De kalle renholderen min.» Prosjektet strandet fullstendig da Stangerup nektet å klippe i scenene.[17]
Jesta tok sitt liv 12. oktober 1964 etter at mannen hennes, Paul Vermehren, omkom i en bilulykke. Asta Nielsen døde i 1972 på Frederiksberg Hospital der hun var innlagt etter å ha brukket et bein. Hun er begravd i fellesgraven på Vestre kirkegård, der også datteren og svigersønnen hennes er begravd.[18]
I 1994 ble Mosestien ved siden av Nordisk Film i Valby - kjent fra de danske filmene om Olsen-banden - omdøpt til Asta Nielsen strædet.[19] Eva Tind laget i 2016 en dokumentarfilm om stumfilmstjernen. Det finnes en dødsmaske av Asta Nielsen som er i Torben Skjødt Jensens eie.[20] Jensen laget en portrettfilm om Nielsen i 2003, Den talende muse, basert på lydopptak av telefonsamtaler mellom Nielsen og hennes venn Frede Schmidt i årene 1957-59.[21]