El amor de Nadia Hilker por la actuación se remonta a sus días de infancia, pero antes de unirse a la industria del cine, trabajó como modelo. Fue descubierta por un agente modelos en una escuela de ballet. Sin embargo, perdió interés en las pasarelas después de un par de años y prefirió seguir su ambición de actuar. En el largometraje para televisión de Thomas Kronthaler Zimmer mit Auntie (2010), interpretó el papel principal femenino junto a Jutta Speidel e Ingo Naujoks. Después participó en numerosas series y otros papeles en películas de televisión como The Other Woman (2012) de Rosamunde Pilcher con Rupert Everett y Natalia Wörner. En 2014 asumió el papel principal femenino en el largometraje Spring. De 2016 a 2017, Hilker estuvo en siete episodios de la serie de televisión de ciencia ficción The 100 en el papel de Luna. En 2018, Hilker se unió al elenco de la serie de televisión de AMC The Walking Dead, interpretando al personaje Magna.