Boulanger ble født i Paris i 1887 i en musikalsk familie. Faren hennes var komponist og dirigent, og moren var pianist. Nadia viste musikalsk talent i ung alder og begynte å studere piano og komposisjon ved Paris Conservatoire. Hun vant flere priser og priser i løpet av tiden på konservatoriet, og etter endt utdanning begynte hun å undervise privat.
På 1920-tallet åpnet Boulanger sin egen musikkskole i Paris, École Normale de Musique de Paris. Skolen ble raskt en av de mest prestisjefylte musikkskolene i verden, og Boulanger tiltrakk seg elever fra hele verden. Hun underviste i et bredt spekter av fag, inkludert harmoni, kontrapunkt, orkestrering og komposisjon.
Boulanger var en krevende lærer, men hun var også veldig støttende for elevene sine. Hun oppmuntret dem til å utvikle sine egne unike stiler, og hun hjalp dem med å få musikken sin fremført og publisert. Mange av studentene hennes fortsatte med å bli suksessrike komponister, dirigenter og utøvere.
Boulanger fortsatte å undervise til sin død i 1979. Hun var en høyt respektert og innflytelsesrik skikkelse i musikkens verden, og arven hennes fortsetter å leve videre gjennom elevene og musikken deres.