Нонна Гришаева родилась 21 июля 1971 года в Одессе, Украина. В детстве училась в балетной школе, пробовала свои силы в театре и мечтала о блистательной карьере актрисы. Уже в 9 лет показала себя зрителям, сыграв свою первую главную роль в Одесском театре Оперетты.
Нонна Гришаева была очень домашним ребенком. Это и помешало ей после школы воплощать свою мечту в жизнь. С дипломом о среднем образовании она поехала в Москву и уже почти поступила в театральный. Однако, в ситуацию вмешалась мама, которая испугалась оставлять юную дочку одну в незнакомом огромном городе. Нонна вернулась в родную Одессу и поступила в музыкальное училище. Впрочем, на первые же зимние каникулы актриса вновь вернулась в российскую столицу. Она, вместе с однокурсниками, поставила новогоднюю музыкальную сказку под названием «Принцесса на горошине». Такие гастроли тепло были приняты в ДК Русакова, театр Романа Виктюка. Там одесская труппа сыграла 53 спектакля.
Гришаева очень гордилась боевым крещением. Эта поездка в Москву возродила в девушке желание стать актрисой. И Нонна все-таки уговорила маму отпустить ее в столицу. Тем же летом Гришаева отправилась в Москву и отдала свои документы в Щукинское училище. Будущий педагог актрисы сразу вспомнила талантливую девушку, которая пробовала свои силы годом ранее и приняла ее сразу. Ее зачислили на курс В.В. Иванова.
Нонна Гришаева была студентом в довольно сложные для страны времена. Это было начало 90-х годов. Уже на третьем курсе Нонна Гришаева устроилась на работу. Она трудилась в популярном тогда юмористическом шоу Игоря Угольникова «Оба-На». Здесь то она как раз и набила себе руку. После проекта ей стали часто предлагать комедийные роли.
В 1994 году актриса окончила Театральное училище. На третий день после выпускного девушка вышла замуж. Ее избранником стал музыкант и актер Антон Деров. Девушка полностью погрузилась в семейную жизнь, не забывая про творчество.
Молодая актриса работала в театре Вахтангова, снималась в кино, а параллельно вынашивала своего первенца. На шестом месяце беременности Нонна одновременно снималась в трех картинах: «Графиня де Монсоро», «Первый удар» и «Место на земле». Из-за беременности актрисы режиссер Артур Аристакисян даже переписал сценарий картины «Место на земле». Съемки проходили в настоящей колонии, там стоял специфический запах. Беременной Нонне, естественно, становилось плохо в таком месте. По сюжету героиня должна была остаться в этом месте, однако, по задумке режиссера она все-таки покинула колонию.
А вот в сериале «Графиня де Монсоро» Владимира Попкова Гришаева сыграла служанку главной героини Гертруду. Роль получилась яркой и эмоциональной. И вряд ли зрители заметили, что Нонна была в интересном положении.
А вот от режиссера боевика «Первый удар» Джеки Чана, Нонна тщательно скрывала свою беременность. Картину снимали в Ялте, и Гришаева в ней играла достаточно серьезную роль девушки главного врага. Джеки Чан все же узнал о беременности актрисы и был поражен: «You are very professional actress!» - лишь воскликнул он.
Не столь блестяще шли дела у Нонны в театре. Работы было достаточно: девушка играла и в «Принцессе Турандот» и в спектакле «Я тебя больше не знаю, милый» и «Проделках Скапена» и «Али-бабе и сорок разбойников» и других. Но вот самой, заветной роли так и не было. Ждала ее Нонна почти десять лет. «Мадемуазель Нитуш», казалось, была просто создана для актрисы.
В 2004-2006 годах Гришаева снялась в нескольких сериалах и фильмах, среди них, «Моя прекрасная няня», «Надежда уходит последней», «Холостяки», «Утесов. Песня длинною в жизнь», «Люба, дети и завод», «Ландыш серебристый», «Азирис Нуна», «Кто в доме хозяин?».
Нонна Гришаева в 2006 году, удостоена получила звание заслуженной артистки России.
А позже настал «День выборов». К этому времени Нонна уже несколько лет успешно играла в спектаклях «Квартета И»: «Быстрее, чем кролики», «День Радио». Именно эти проекты подтолкнули к созданию полнометражных картин. В комедии «День выборов» Нонна, как и раньше, снималась беременной. До 7-го месяца. И здесь никто ничего не заметили. А попутно с картиной «День выборов» снималась «Карнавальная ночь. 50 лет спустя» и «Клуб 69».
В 2008 году Гришаева стала постоянной актрисой труппы «Большой разницы». Попасть сюда помог случай. По словам Гришаевой, на одном из концертов ей вместе с Александром Олешко пришлось импровизировать, развлекая зрителей из-за опоздания других артистов. Импровизация получилась удачной. И актёры решили обратиться к продюсеру «Большой разницы» Александру Цекало, который, не задумываясь, взял Гришаеву и Олешко в труппу.
Гришаева с 31 декабря 2008 года исполняла одну из главных ролей в ситкоме СТС «Папины дочки». В 2009 году Нонна Гришаева совместно с певцом и композитором Марком Тишманом стала победительницей третьего сезона музыкального конкурса Первого канала «Две звезды».
Нонна 3 марта 2010 года представила свою книгу «Советы дочкам» в «Московском доме книги». Книга выдержала два переиздания, а её общий тираж составил 25 тысяч экземпляров. По оценкам журнала «РБК», ее доход от этого проекта мог составить около 250 тысяч рублей.
На Первом канале с 4 сентября 2011 года выходило её собственное комедийное шоу «Нонна, давай!». Также в 2011 году на телеканале Дождь исполнила свою новую песню «Танго». До этого она уже выпускала свои песни: «Снова ночь», «Летняя», «Ветка сирени», «Падаю вверх», «Платановый рай», «Comme toi». 21 июля 2012 года выпустила свой первый сольный альбом.
Нонна Гришаева с 26 июня 2014 года стала Художественным руководителем Московского областного театра юного зрителя. С ее энергетикой, великолепным чувством юмора, а главное любовью к детям был доверен главный театр страны, ориентированный на детей и юношество.
Личная жизнь сложилась не сразу. Первым мужем был актёр и музыкант Антон Дёров, от семилетнего брака с ним есть дочь Настя, 19.06.1996. Сейчас состоит в браке с актёром Александром Нестеровым. 12 декабря 2006 года у пары родился сын Илья.