Figlia dell'attore Klaus Kinski, è ricordata soprattutto per l'attività cinematografica negli anni ottanta, in cui ebbe modo di lavorare con Francis Ford Coppola in "Un sogno lungo un giorno" (1982), Wim Wenders in "Paris, Texas" (Palma d'oro al Festival di Cannes 1984) e Andrej Končalovskij in "Maria's Lovers" (1984). Wenders ha diretto anche l'esordio dell'attrice, nel 1975, nella pellicola "Falso movimento" (dove era accreditata come Nastassja Nakszynski) e il successivo "Così lontano così vicino" (1993). Ha vinto un Golden Globe per la migliore attrice debuttante e ricevuto una candidatura per la migliore attrice in un film drammatico per "Tess" di Roman Polański.