Su madre era pianista y su padre director de una agencia de turismo.

Comenzó como bailarina a los ocho años en la Ópera de París, pero su padre no quiso que se convirtiera en artista profesional.

Estudió mecanografía y paralelamente dio clases en la Comédie-Française.

En los años 1950, giró con Marcel Marceau por América y poco después fue bailarina de Joséphine Baker. Trabajó como vedette en Broadway, Chicago y el Folies Bergères en los años 1960.

Quizá su canción más conocida es el tema principal de la banda sonora de la película de 1966 Un hombre y una mujer.

Intentó representar a Francia en el Festival de la Canción de Eurovisión 1974, pero eligieron a Dani, además ese año Francia no se presentó tras fallecer Georges Pompidou.

Ha participado en varias películas, series de televisión y en obras teatrales en el Olympia, el Théâtre de Dix Heures o el Casino de París.

Vivió con el síndrome de Ménière.

Fue condecorada con la Legión de Honor en 2010 y la Orden de las Artes y las Letras en 2022.

• 1961 : Nicole Croisille
• 1971 : Climats
• 1974 : Partir
• 1975 : Femme
• 1976 : Si l'on pouvait choisir sa vie
• 1977 : La femme et l’enfant
• 1978 : C’est ma vie
• 1980 : Croisille 80
• 1981 : J'aime pas quand tu pars
• 1981 : Le cœur funambule
• 1982 : Paris-Montreal
• 1984 : Chante Francis Lai - Cinéma
• 1987 : Jazzille
• 1990 : Black et Blanche
• 2006 : Chante Nougaro, le jazz et moi
• 2008 : Tu me manques
• 2011 : Croisille
• 2014 : Arc en ciel
• 2015 : Il était une fois... Nicole15