Ír bevándorló családba született Elizabeth Mary Jane Cochran, az apja gyári munkásként dolgozott, mielőtt kereskedőként befutott Pennsylvaniában.
Elizabeth 1864. május 5-én született, gyerekként gyakran hordott rózsaszínt, ezért kapta a Pinky becenevet. Egy évig bentlakásos iskolába járt, de apja halála után ezt ott kellett hagynia, hogy dolgozhasson.
Még tinédzser volt, amikor elolvasott egy cikket Pittsburgh egyik vezető újságjában, amely a nőkkel szemben megfogalmazott korabeli elvárásként a gyerekszülést és a háztartás vezetését nevezte meg. Elizabeth ezt végtelenül elmaradott felfogásnak tartotta, hiszen apja halála után ő maga is átélte, milyen nehéz valójában egy átlagos, dolgozó nő élete. Megfogalmazta hát saját válaszát a cikkre, amely lenyűgözte az újság szerkesztőjét és munkát ajánlott a lánynak, aki ekkor kapta a Nellie Bly írói nevet.
Nellie eleinte elsősorban a dolgozó, gyári munkásnők sanyarú és igazságtalan helyzetével foglalkozott, de ezzel kiváltotta a gyártulajdonosok ellenszenvét, ezért könnyedebb témákat kapott újságíróként. 21 évesen Mexikóba utazott, hogy tudósító legyen, de ott is felkeverte az állóvizet a mexikói diktátornak, Porfirio Díaznak, ezért hazatért és New Yorkba költözött. Ekkor kezdődött el valódi oknyomozó újságírói karrierje.
A makói születésű, magyar származású Joseph Pulitzertől kapott egy igazán komoly küldetést, őrültnek tettette magát, hogy bekerülhessen a hírhedt Blackwell-szigeti női elmegyógyintézetbe, és leleplezze annak működését.
10 napot töltött el kb. 1 600 – köztük számos teljesen egészséges elméjű – asszony társaságában az őrültek házában. Pulitzer juttatta ki innen, majd Nellie megírta cikkét arról a brutális bánásmódról, kínzásról és a szakmai tudást nélkülöző “ellátásról”, amelyet e rövid idő alatt tapasztalt. Ebbe – elmondása szerint – 2 hónap alatt egy teljesen egészséges ember is beleőrülne. Nyomozása eredményeképp vizsgálat indult az elmegyógyintézet ellen, a nővéreket elküldték, az egészségeseket kiengedték, Nellie pedig híres lett.
1889-ben ismét új kalandot keresett. Elhatározta, hogy átülteti a valóságba Jules Verne “80 nap alatt a Föld körül” című regényét. Tervei szerint rekordidő – 72 nap – alatt teszi meg az utat a New York World magazin megbízásából. Mindeközben a Cosmopolitan magazin is elindított egy saját “versenyzőt” Elizabeth Bisland személyében. Végül Nellie győzött 72 nappal, “ellenfele” 76 nap alatt teljesítette az utat.
Nellie pár évvel később feleségül ment egy nála 42 évvel idősebb milliomoshoz. Acélgyárigazgató lett, valamint idős férjét támogatta, aki 1904-ben halt meg.
Született újságíróként az üzlethez sajnos nem értett, cége csődbe ment és ő visszatért a tudósításhoz. Támogatta a szüfrazsett mozgalmat és a női egyenjogúságot.
1922-ben mindössze 57 évesen halt meg tüdőgyulladásban, gyermektelenül.
