Nichols az amerikai televíziózás történetének egyik első, rasszok közötti csókjelenetéről volt híres.
Eredeti nevén Grace Nichols 1932-ben született, és 16 évesen kezdte karrierjét a show businessben: a jazzkirály Duke Ellington oldalán énekelt. Chicagóban, New Yorkban és Los Angelesben tanult, és 1961-ben egy Oscar Brown-musicallel állt színpadra. A Kicks and Co. nem lett igazán sikeres, Nicholsra azonban felfigyelt Hugh Hefner, aki a Chicago Playboy Clubba szerződtette. Több színpadi szerep és díj, valamint apró filmes epizódszerep után a 70-es években egyre jelentősebb mellékszerepekben (ld. az 1974-ben bemutatott, Truck Turner című blaxploitation filmet) bukkant fel, majd szinkronszínészként is szerencsét próbált (Pókember, Futurama). Játszott az Antony and Cleopatra című tévéfilmben 1983-ban, majd Armand Mastroianni rendezte a The Supernaturals című horrorfilmben. 2000 után ő volt Cuba Gooding Jr. főszereplőjének anyja a Kutyabajnokban (Snow Dogs, 2002) és Miss Mable az Ice Cube-féle Tor-túrában (Are We There Yet?, 2005).
Legemlékezetesebb szerepe mégis a Star Trek első három, 1966 és 1969 között sugárzott évadjának kommunikációs őrnagya, Uhura (szuahéli nyelven: Szabadság) figurája volt. A Variety szerint „bátor lépés volt az ő [Nichols], a Star Treket megalkotó Gene Roddenberry és az NBC részéről” az 1968-ban bemutatott Plato’s Stepchildren című epizód egyik jelenete: az emberek mozdulatait irányítani képes földönkívüliek hatására a William Shatner alakította Kirk kapitány megcsókolta Uhurát. Bár nem közös döntés nyomán csattant el az a csók, „mérföldkő-pillanat volt”, hiszen bár korábban is láthatott a néző néhány interrassziális csókot a tévében – pl. a Movin’ With Nancyben Sammy Davis Jr. adott egy puszit Nancy Sinatra arcára –, a földönkívüliek közbenjárása kellett az első igazi, ajakra ragasztott fehér-afroamerikai csókhoz. Ezen túl, Uhura tehetséges űrhajós tiszt volt, aki szükség esetén távoli állomásokkal lépett kapcsolatba, vagyis ő volt az első afroamerikai szereplők egyike, akit nem alantas munkát végezve ábrázoltak a képernyőn.
Nichelle Nichols 2015-ben storke-ot kapott, később demenciát állapítottak meg nála. Szombat este hunyt el Silver Cityben, 89 éves korában.
