Нина Добрев родилась 9 января 1989 года в Софии, Болгария, в семье обычного программиста и художницы. Девочка стала вторым ребенком в семье. На момент её появления у молодой пары уже был сын. Когда девочке исполнилось два года семья Добрев переезжает в Канаду и поселяется в Торонто, Онтарио. Ещё в детстве Нина проявляла интерес к различным видам искусства: танцам, гимнастике, театру, музыке, изобразительным искусствам и актерскому мастерству. Первоначально девочка училась в совершенно обычной школе J.B. Tyrrell Sr. Public School, затем перешла в школу искусств – Wexford Collegiate School for the Arts, где и поняла, что быть актрисой её призвание. Позже Нина поступила в актерскую школу Дина Армстронга, где и была замечена многими агентствами.

После Wexford Collegiate School for the Arts Нина поступила в университет Ryerson University на социолога, но бросила обучение в 2008 году, чтобы всерьез заняться продвижением своей актерской карьеры.