Людмила Нильская родилась 13 мая 1957 года в городе Струнино Александровского района Владимирской области.
В 1980 году окончила театральное училище им. Б. Щукина (курс Аллы Казанской). По окончании училища была принята в труппу академического театра им. Вл. Маяковского (1980—1994).
В кино дебютировала в 1979 году в фильме «Кузнечик», а затем сыграла ещё около двадцати различных киноролей.
В 1994 году Людмила Нильская эмигрировала вместе с мужем Георгием в США. После развода с мужем Людмила Нильская вместе с сыном Димой (1992 г.р.) переехала в 2003 году в Москву и стала работать в театре Луны под руководством Сергея Проханова.
Одна из первых работ в кино, после возвращения в Россию, была роль Галины Брежневой в телесериале «Красная площадь». Актрису стали приглашать в различные сериалы на второстепенные роли, а в2008 году она сыграла главную роль в сериале «Галина», где снова создала образ дочери Генерального секретаря ЦК КПСС Леонида Ильича Брежнева.
С 2008 года — актриса Театра киноактёра.
