Nicole Julianne Sullivan wurde 1970 als Tochter des Abgeordneten Edward C. Sullivan in Manhattan, New York, geboren. Bereits im Kindesalter nahm sie Tanzstunden und war im "First All-Children's Theatre" am Broadway zu sehen. Nachdem sie die Highschool in Middleburgh 1987 abschloss, studierte sie an der "Northwestern University" Theaterschauspiel im Hauptfach.
Der Beginn ihrer Karriere ist auf das Jahr 1995 markiert, als sie für die Comedyshow "MADtv" gecastet wurde. Für diese Sendung spielte sie zwischen 1995 und 2005 unzählige Charaktere in Sketchen und Parodien. Gleichzeitig war die Schauspielerin in zahlreichen Fernsehserien wie "Scrubs", "Monk", "Immer wieder Jim", "Boston Legal", "Law und Order" und vielen mehr zu sehen. Eine wiederkehrende Rolle spielte sie schließlich in der Erfolgsserie "King of Queens" als Holly Shumpert, zuletzt in der finalen Folge der Serie. Zwischen 2008 und 2009 übernahm Nicole Sullivan die Hauprolle in der Serie "Rita Rockt". Doch die Schauspielerin ist nicht nur in Serien, sondern auch in Filmen zu sehen. Seit 2000 wirkte sie in diversen Komödien wie "Superhero Movie", "Black Dynamite" und "Let It Shine" mit.
Nicole Sullivan arbeitete nebenbei als Synchronsprecherin. So lieh sie ihre Stimme unter anderem dem Otter Marlene in der "Madagascar"-Filmreihe, Joan in "Family Guy" und Supergirl in "Super Best Friends Forever". Die Schauspielerin lebt mit Ehemann Jason Packham zusammen in Kalifornien, mit dem sie zwei Söhne namens Dashel Pierce und Beckett Edward hat.