Nadia Boulanger va nàixer al si d'una família de quatre generacions de músics. Va començar a estudiar orgue i composició a l'edat de nou anys. Des del 1903, va esdevenir organista suplent de Gabriel Fauré a l'església de la Madeleine. Al Conservatori de París, va ser alumna de Louis Vierne i va fer uns estudis brillants: als 16 anys, va obtenir els primers premis d'orgue, acompanyament i composició. El 1908, va endur-se el Segon Gran Prix de Rome de composició. Durant els seus inicis a l'educació musical va comptar amb l'encoratjament de son pare, Ernest (1815-1900), guanyador del guardó més prestigiós de la música francesa, el Prix de Roma, en 1835, era un compositor d'òpera, director d'orquestra i professor de cant que havia aconseguit l'èxit i exercia la docència en el Conservatori de París. La seva àvia, Marie-Julie Hallinger, nascuda gairebé cent anys abans, havia estat una de les cantants mas celebres de la seva època.
Quan la seva germana, Lili, va morir l'any 1918 a l'edat de 24 anys, Nadia va declarar que mai més no compondria i es va consagrar a la direcció musical, la difusió de l'obra de la seva germana i sobretot a la pedagogia.
Boulanger va ser la primera dona a dirigir moltes orquestres importants a Amèrica i Europa, incloent-hi les orquestres BBC Symphony, Boston Symphony, Hallé i Filadèlfia. Va dirigir diverses estrenes mundials, incloent-hi obres de Copland i Stravinski.
En 1921 i fins a 1935, Boulanger va començar a ser professora d'harmonia en la tot just inaugurada «French Music School for Americans», oberta a Fontainebleau.[8] Entre els estudiants que hi van assistir el primer any hi havia Aaron Copland.[9]
A causa de la Segona Guerra Mundial i a la por d'un atac alemany contra França, Boulanger va emigrar el 1940 als Estats Units, on va impartir classes a la Longy School of Music, a Cambridge i al Peabody Conservatory, a Baltimore.[11] Va deixar Amèrica a finals de 1945, i va tornar a França el gener de 1946. Allà va acceptar un càrrec de professora d'acompanyament al piano al Conservatori de París. El 1953 va ser nomenada directora general del Conservatori de Fontainebleau. També va continuar les seves gires per altres països.[12]
Des de la primera classe, va establir la seua reputació de destacada professora, pel seu profund coneixement de l'harmonia i la tonalitat occidentals. Era capaç, per exemple, d'explicar com cada acord dels preludis de Bach es relaciona amb la música moderna: «Alguns creuen que els joves compositors d'avui dia intenten evitar la consonància. Però què anomenem consonància? Cal recordar que, quan Debussy era un infant, el secretari del Conservatori li va preguntar un dia si ja havia acabat d'enverinar les orelles dels seus amics amb tota aquella dissonància. Debussy, amb 12 anys, li va respondre: Senyor secretari, la dissonància és avui. La consonància vindrà demà».
En el transcurs de la seua carrera, milers d'estudiants vinguts de l'estranger per assistir als seus cursos van ser captivats pel seu talent, els seus coneixements i la seua filosofia: «Sóc el vostre més elevat grau de tensió, deia. Escolteu-lo en vosaltres mateixos.» D'entre els catalans, l'il·lustre pedagog Ireneu Segarra, creador del mètode d'escola que duu el seu propi nom, va assistir a les seves classes l'any 1952: "D'aquestes classes jo n'esperava, sobretot, poder conèixer la didàctica musical de la professora. Vaig poder-ho aconseguir plenament", explica el pare Ireneu en les seves memòries, en què conta una anècdota que dona llum del tarannà d'aquesta dona: "M'ha invitat a assistir a les lliçons de dimecres, d'interpretació i anàlisi d'obres... La qüestió dels honoraris l'ha diferida per a més tard, dient-me: "Això és el darrer que s'ha de parlar. Jo estaré molt honorada de poder fer-li aquestes lliçons. Vostè, en canvi, encomani'm a Déu"".
A l'inrevés que la seua germana, Nadia Boulanger és més coneguda com a professora i directora d'orquestra que no pas com a compositora. La seua obra més coneguda és el cicle de melodiesLes heures claires (1909-1912), arranjament de poemes de Verhaeren,[13] composta en col·laboració amb el pianista Raoul Pugno (1852-1914). En la seva obra també trobem:
Laederich, A.«The Strange Fate of Boulanger and Pugno's La ville morte». A:Brooks, J. Nadia Boulanger and Her World(en anglès).University of Chicago Press,2020. ISBN 9780226750859.
Monsaingeon, Bruno. Mademoiselle: Conversaciones con Nadia Boulanger(en castellà). Barcelona:Acantilado,2018. ISBN 978-84-17346-33-1.
Beer, Anna. Armonías y suaves cantos. Las mujeres olvidadas de la música clásica.(en español). Barcelona:Acantilado,04-2019,p.283. ISBN 978-84-17346-61-4.