Boulanger se je rodil leta 1887 v Parizu v glasbeni družini. Njen oče je bil skladatelj in dirigent, mati pa pianistka. Nadia je že v mladosti pokazala glasbeni talent in začela študirati klavir in kompozicijo na pariškem konservatoriju. V času študija na konservatoriju je prejela več priznanj in nagrad, po diplomi pa je začela zasebno poučevati.
V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je Boulanger v Parizu odprla lastno glasbeno šolo, École Normale de Musique de Paris. Šola je hitro postala ena najprestižnejših glasbenih šol na svetu, Boulanger pa je pritegnil študente z vsega sveta. Poučevala je široko paleto predmetov, vključno s harmonijo, kontrapunktom, orkestracijo in kompozicijo.
Boulangerjeva je bila zahtevna učiteljica, vendar je svoje učence tudi zelo podpirala. Spodbujala jih je, da so razvili svoje edinstvene sloge, in jim pomagala, da so svojo glasbo izvajali in objavljali. Mnogi njeni učenci so postali uspešni skladatelji, dirigenti in izvajalci.
Boulangerjeva je poučevala do svoje smrti leta 1979. Bila je zelo cenjena in vplivna osebnost v svetu glasbe in njena zapuščina še naprej živi prek njenih učencev in njihove glasbe.