15歳からテレビやミュージック・ビデオなどに出演。1983年、『BMXアドベンチャー』で映画初出演を果たす。1988年に出演した『デッド・カーム/戦慄の航海』を偶然目にしたトム・クルーズに招かれてハリウッド入りし、『デイズ・オブ・サンダー』で共演、1990年に結婚した。ハリウッド進出当時は、当時の夫であり、ハリウッドに導いたトム・クルーズの妻としての側面が強く、いわゆる型どおりの美人女優として平凡なキャリアに甘んじた。しかし2001年にトム・クルーズとの離婚を機に、積極的な活動と充実したキャリアを開花させ、以降、アメリカを代表する演技派女優として変身を遂げた。キッドマン自身離婚後、「いままでは結婚生活というものが、私にとって一番優先することだった。でも、いまの私には、仕事と子供たちしか残されていない。独身になったから、女優として成長できる時期だ、というふうには思わないけれど、確かに、演じたいという情熱は結婚していたときよりも強くなった。」と語っている。トム・クルーズとの結婚については、「ものすごく力のある男性と結婚したことが、わたしをセクハラから守ってくれた。」と振り返っている。1995年公開の『誘う女』でゴールデングローブ賞 主演女優賞（ミュージカル・コメディ部門）を初め数々の賞を受賞。2001年公開の『ムーラン・ルージュ』では、巧みな歌とダンスを披露し、批評家や観客から絶賛された。同映画でゴールデングローブ賞 主演女優賞（ミュージカル・コメディ部門）を受賞し、アカデミー主演女優賞にもノミネートされた。2003年公開の『めぐりあう時間たち』では、特殊メークによる付け鼻で完全に自らの容姿を隠し、ヴァージニア・ウルフを演じきった。キッドマンは、同映画で共演したメリル・ストリープやジュリアン・ムーアなど、並み居る名女優の中でも特に熱狂的な賛辞を獲得し、アカデミー主演女優賞（オーストラリア人女優として初の受賞）やゴールデングローブ賞 主演女優賞（ドラマ部門）、ベルリン国際映画祭 銀熊賞などを受賞した。アカデミー賞受賞後も、ラース・フォン・トリアー監督の異色作『ドッグヴィル』、アンソニー・ミンゲラ監督の純愛ドラマ『コールド マウンテン』の他、『オーストラリア』や『NINE』など話題作に立て続けに出演した。2004年には日本をはじめ世界各国で放映されたシャネルの香水「No.5」のテレビコマーシャル（監督：バズ・ラーマン）に出演し、120秒（一部の国では240秒）という異例の長さのCMに注目が集まった。また、出演料も破格であった。現在はオメガの顔として広告に出演している。映画1作品の出演料が高額なことで知られており、2006年には「最も出演料の高い女優1位」となる。2007年1月、アメリカの経済誌『フォーブス』がエンターテイメント界で活躍する女性で資産の多い女性トップ20を発表し、ニコールは総資産72億円で18位にランクインした。2008年の『フォーブス』誌では高額なギャラ相応の興行収入が稼げないことから、「コストパフォーマンスの悪い俳優1位」になってしまった。2010年、製作・主演を務めた『ラビット・ホール』で、アカデミー主演女優賞を初めとする数々の賞に受賞・ノミネートされた。また、プロデューサーとしての手腕も高く評価された。2012年のテレビ映画『私が愛したヘミングウェイ』では、文豪ヘミングウェイの3番目の妻マーサ・ゲルホーンを演じた。この演技が絶賛され、プライムタイム・エミー賞をはじめ数々の賞に受賞・ノミネートされた。2015年、ロンドンのウエストエンドで舞台『Photograph 51』に主演し、「Evening Standard」紙の演劇賞で最優秀女優賞を受賞するなどの高い評価を得た。また、この作品で英舞台界で最も権威あるローレンス・オリヴィエ賞に17年ぶりにノミネートされた。2016年公開の映画『LION/ライオン 〜25年目のただいま〜』で、ハリウッド映画賞助演女優賞やオーストラリア映画協会賞助演女優賞（国際部門）など数々の賞を受賞した。また自身4度目のアカデミー賞ノミネート（初の助演部門）、11度目のゴールデングローブ賞ノミネート、9度目の全米映画俳優組合賞ノミネートを果たした。この映画では主人公を引き取って育てる養母を演じた。キッドマンは「その子がどこから来たにしろ、愛に囲まれた環境で育ててあげるのが、何よりも大事。スー（養母）はそれをしてあげたの。私も養子を取った母。共感できる部分がたくさんあったわ。映画の中でも語られるけれど、スーは血のつながった子を産むことができたのに、養子を取る方を選んだの。そう聞くと驚く人も多いでしょうけれど、それが彼女の望んだことなのよ。」と語った。2児の養子の母という、まさに自身を投影したような演技が「キャリア最高の演技」と絶賛された。『LION』は約1,200万ドルという予算で製作されたが、全世界で1億ドルを超える興行収入を記録する大ヒットとなった。2017年の第70回カンヌ国際映画祭では出演4作品（コンペティション部門2作品、アウト・オブ・コンペティション部門2作品）が同時に出品された。同じ年に4作品という多数の出演作品が出品されるのは異例なことであり、批評家は「キッドマンの年」、「カンヌの女王」と評した。いずれの作品もプレミア上映後に高い評価を獲得し、コンペティション部門出品の2作品はそれぞれ監督賞と脚本賞を受賞した。キッドマン自身も大きな賛辞を受け、審査員から同映画祭での活躍と功績を称えられ、第70回記念名誉賞が授与された。2017年、第69回プライムタイム・エミー賞で、自身が製作総指揮・主演を務めた『ビッグ・リトル・ライズ 〜セレブママたちの憂うつ〜』が最多5部門（クリエイティブアート・エミー賞も含めると8部門）受賞に輝き、自身も初のエミー賞（リミテッドシリーズ作品賞、主演女優賞の2部門）受賞を果たした。2017年は自身50歳の誕生日を迎えたが、アカデミー賞ノミネート、カンヌ国際映画祭受賞、エミー賞受賞と活躍が目立った。そして、『ビッグ・リトル・ライズ 〜セレブママたちの憂うつ〜』や『LION/ライオン 〜25年目のただいま〜』などの演技が称えられ、「GLAMOUR」誌主催の「グラマー・ウーマン・オブ・ザ・イヤー・アワード」で最優秀映画女優賞に選ばれた。授賞式では同席した女優たちに対して、年齢によってキャリアや情熱が制限されるべきではないと強調したうえで、「この賞を誕生日プレゼントとして受け取ることにします。私はあと2週間で50歳の誕生日を迎えますが、この年が人生の中で最も素晴らしい年のひとつになるとは思っていませんでした。だから全ての女性たちに伝えたいことは、40歳になったから終わりというわけではないということです。また、50歳を超えても終わりではありません。」と語った。2018年、『ビッグ・リトル・ライズ 〜セレブママたちの憂うつ〜』が第75回ゴールデングローブ賞（テレビシリーズ）で最多6部門にノミネートされ、最多4部門受賞を果たした。自身もミニシリーズ・テレビ映画部門作品賞と主演女優賞を受賞した（自身15年ぶり、通算5度目のゴールデングローブ賞受賞）。その後、放送映画批評家協会賞主演女優賞、全米映画俳優組合賞女優賞も制したため、エミー賞と合わせて同部門主演賞4冠を達成した（史上4人目）。2018年、近年の顕著な活躍から世界で最も影響力のある100人に選出された。2019年公開の『アクアマン』でアクアマンの母・アトランナを演じた。キッドマンがヒーロー映画に出演するのは『バットマン フォーエヴァー』以来、実に23年ぶりのことであった。『アクアマン』は、DC映画史上No.1の興行成績を記録した。キッドマンは「この映画へのオファーを受けた時、私はかなりシリアスな映画に立て続けに出演していたのよ。だからこういう世界に参加するのが新鮮に思えたの。監督のジェームズは、『最初からあなたをイメージしていました』と言って、私に絵コンテを見せてくれたの。そこまで言われたら、断るわけにはいかないでしょう？ それにジェームズは才能ある監督だし、情熱家で博識。人柄もすばらしいのよ。それに私の出身地のオーストラリアで撮影すると聞いて飛びついてしまったの」と監督のジェームズ・ワンから熱烈なオファーがあったことを明かした上で、アトランナのキャラクターについて「アトランナは女王であると同時に母親なの。だから、息子を守るには息子から離れるしかなかったのよ。そこには犠牲という大きなテーマがある。人は犠牲によって何かを失い、家族にどんな影響を与えるのか。ジェームズは私に『アトランナはこの物語のハートなんです』と言ったわ。とても素敵な表現よね」と出演の理由を語った。2019年公開の『デストロイヤー』、『ある少年の告白』及び前述の『アクアマン』の三作品でタイプの全く異なる母親を演じ批評家の絶賛を得た。これらの演技により同年の数々の映画賞に受賞・ノミネートされた。とりわけ『ある少年の告白』では、同性愛の“矯正”を強要された主人公の母親として出演、本作で彼女が演じた母親ナンシーを原作者のガラルド・コンリーは「僕の母親そのもの！」と絶賛した。キッドマンは本作への出演について「これは信じられないほど親密な家族の話であり、そんな中母親として素晴らしく素敵な彼女をぜひ演じたかった」と語り、「本作に出演することで、何か大きな変化を起こす手助けをしたかった」とコメントした。『デストロイヤー』では普段の美貌ぶりを激変させた体当たりの演技で世間を驚かせたが、キッドマンは「素晴らしいことよ。だってその反応こそ、私たちが求めていたものだから。作品で演じる際は、別人になることを第一で考えているからね」と語っている。