Родилась 10 апреля 1921 года в украинском селе Новониколаевке Одесской области. В одиннадцать лет осталась сиротой и была воспитана в детском доме города Одессы, там же получила среднее образование. После окончания школы работала на Одесской трикотажной фабрике швеёй и одновременно поступила в вечернюю школу.

Нина Онилова по заданию комсомольской организации создала несколько кружков по изучению военного дела. Сама же записалась в пулеметный. Очень уж пленил ее в кинофильме « Чапаев » образ Анки - пулеметчицы. Занималась усердно. В разборке и сборке пулемета, в стрельбе не уступала ребятам. Правда, кое - кто из них подсмеивался, дескать, на настоящей войне тебе с такой машинкой не совладать. Нина не обращала внимания на подобные шутки...

В первые же военные дни Нина с подругами пошла в военкомат. В армию их сразу не взяли. Но девушки были из настойчивых и 4 августа 1941 года надели солдатские гимнастерки. Нина попала в Чапаевскую дивизию, в ту самую, в составе которой сражалась в годы Гражданской войны легендарная Анка.

Сражение за Одессу разгоралось. Обстановка для наших войск становилась все тяжелей. Чапаевцы вели непрерывные изнуряющие бои. Так под Одессой началась фронтовая жизнь девятнадцатилетней Нины Ониловой. Воины батальона очень беспокоились за свою Анку - пулеметчицу. Она была для них не только примером храбрости. Нину любили, как родную сестру. На поле боя она успевала и вовремя открыть огонь из пулемета, и оказать помощь раненому. От боя к бою крепло мастерство пулеметчицы, закалялся характер, воспитывались мужество и смелость. Под Одессой ее расчет прославился выдержкой, бесстрашием. Таким был боевой почерк пулеметчицы Ониловой : подпустить врага как можно ближе и бить, бить наверняка !

Под Одессой Нину ранило, но 11 ноября 1941 года она вновь вернулась в родную дивизию, которая теперь воевала уже под Севастополем. Утром 14 ноября противник атаковал позиции Разинского полка. При поддержке сильного артиллерийского огня два батальона пехоты в сопровождении танков атаковали участок первой стрелковой роты.

Первыми встретили врага артиллеристы. Но, несмотря на потери, фашисты приближались. Когда « заговорил » пулемет Ониловой, цепь противника залегла. Тут же вокруг окопа заухали разрывы вражеских мин фашисты пристреливались по пулемету. Окоп Нины закрыла пелена пыли и гари. А когда артобстрел поутих и ветер отнес поднятую снарядами пыль в сторону, фашисты снова пошли в атаку. И вновь неторопливая дробь пулемета влилась в шум боя, прижимая гитлеровцев к земле.

В пылу боя Нина не заметила, как к окопу приблизился танк. За пулеметом она была одна. Мироненко, второй номер, заменил погибшего товарища и вел огонь из ручного пулемета. Противотанковых гранат и связок у Нины не было. Схватила бутылки с зажигательной смесью и одну за другой бросила в танк. Танк загорелся. Перед окопом поднялась завеса черного дыма. Когда дым отнесло ветром, Нина увидела фашистов. Они шли во весь рост видно, были уверены, что пулеметчик погиб. Онилова вновь открыла огонь. Перед щитком разорвалась граната. Нина была контужена, но снова прильнула к пулемету.

Наконец, бой затих. Фашисты откатывались на исходные позиции. Вокруг окопа Ониловой лежали десятки убитых. Недалеко догорал вражеский танк...

Получая за боевые подвиги награду орден Красного Знамени, Нина сказала всего несколько слов : Я не умею говорить речи, но с фашистами я умею разговаривать языком моего пулемета.

В самые напряженные дни защиты Севастополя Нина была смертельно ранена. Когда она умирала в подземном севастопольском госпитале один за другим шли звонки из батальонов, полков и дивизий. Всех волновала ее судьба. Пришел проститься с ней и командующий армией генерал И. Е. Петров. Стоя у постели, склонив голову, часто снимая пенсне он сказал : « Ну, дочка, повоевала ты славно, спасибо тебе от всей армии, от всего нашего народа... Весь Севастополь знает тебя. Вся страна тоже будет знать...»

И страна узнала о подвигах легендарной пулеметчицы. Незадолго до ранения Онилова решила послать письмо исполнительнице роли Анки - пулеметчицы в кинокартине « Чапаев » актрисе В. Мясниковой : « Настоящей Анке - пулеметчице из Чапаевской дивизии, которую я видела в кинокартине « Чапаев ». Я незнакома вам, товарищ, и вы меня извините за это письмо. Но с самого начала войны я хотела написать вам и познакомиться. Я знаю, что вы не та Анка, не настоящая чапаевская пулеметчица. Но вы играли, как настоящая, и я вам всегда завидовала. Я мечтаю стать пулеметчицей и так же храбро сражаться.

Когда случилась война, я была уже готова, сдала на « отлично » пулеметное дело. Я попала какое это было счастье для меня ! в Чапаевскую дивизию, ту самую, настоящую. Я со своим пулеметом защищала Одессу, а теперь защищаю Севастополь. С виду я, конечно, очень слабая, маленькая, худая. Но я вам скажу правду : у меня ни разу не дрогнула рука. Первое время я еще боялась. А потом все прошло...

Когда защищаешь дорогую, родную землю и свою семью ( у меня нет родной семьи, и поэтому весь народ моя семья ), тогда делаешься очень храброй и не понимаешь, что такое трусость. Я вам хочу подробно написать о своей жизни и о том, как вместе с чапаевцами борюсь против фашистских...» Письмо Нины осталось неоконченным.

Она умерла в ночь с 7 на 8 марта 1942 года. Умерла от тяжелых ран, сохраняя поразительное спокойствие и выдержку. Похоронена Нина Онилова в Севастополе на Кладбище коммунаров.

Родина посмертно отметила ее высшей наградой Золотой Звездой Героя.

В Одессе в 1984 году был установлен памятник Нине Ониловой, пулемётчице 25- й Чапаевской дивизии, Герою Советского Союза, участнице героической обороны Одессы и Севастополя

Имя Нины Андреевны Ониловой высечено на плите Мемориала героическим защитникам Севастополя в годах. В ее честь названы городская трикотажная фабрика и улица города - героя Севастополя.