Нитья Менен родилась 8 апреля 1988 года в Бангалоре, штат Карнатака, Индия. Она выросла в семье малаяли, которые обосновались в Бангалоре. Получив образование в школе Poorna Prajna и колледже Mount Carmel в Бангалоре, она продолжила изучать журналистику в Manipal Academy of Higher Education. Изначально Нитья не стремилась к актерской карьере, проявляя интерес к авиации и журналистике, а затем к режиссуре. Однако встреча с режиссером Б. В. Нандини Редди убедила ее попробовать себя в актерском мастерстве.
Актерский путь Нитьи Менон начался еще в детстве, когда в возрасте 10 лет она сыграла эпизодическую роль в англо-индийском фильме Hanuman 1998 года. Ее полноценный дебют в главной роли состоялся в каннада-фильме 7 O’ Clock 2006 года. Затем последовал дебют в малаяламском кино с фильмом Aakasha Gopuram 2008 года, где ее партнером стал Моханлал.
Прорывом в ее карьере стал телугу-фильм Ala Modalaindi 2011 года, принесший ей премию Nandi Award за лучшую женскую роль. В дальнейшем она укрепила свои позиции в телугу-кино, снявшись в таких успешных фильмах, как Ishq (2012), Gunde Jaari Gallanthayyinde (2013), за который она получила Filmfare Award за лучшую женскую роль – телугу, и Malli Malli Idi Rani Roju (2015), отмеченный Filmfare Critics Best Actress – телугу и Nandi Special Jury Award.
Нитья Менон также сделала значительный вклад в тамильское и малаяламское кино. Она зарекомендовала себя как ведущая актриса южноиндийской киноиндустрии благодаря тамильскому романтическому фильму O Kadhal Kanmani 2015 года. Среди других ее успешных работ в малаяламском кино — Ustad Hotel (2012), Bangalore Days (2014) и 100 Days of Love (2015). В тамильском кино она также снялась в коммерчески успешных картинах, таких как Kanchana 2 (2015), 24 (2016) и Mersal (2017), за который она получила Filmfare Best Supporting Actress – тамильский.
В 2019 году Нитья Менон дебютировала в Болливуде с научно-фантастической драмой Mission Mangal, которая стала одним из ее самых кассовых фильмов. В последующие годы она продолжила активно сниматься, в том числе в веб-сериалах, таких как Breathe: Into the Shadows (2020) и Modern Love Hyderabad (2022). Ее роль в романтической драме Thiruchitrambalam 2022 года принесла ей Национальную кинопремию за лучшую женскую роль и Filmfare Critics Best Actress – тамильский.
Помимо актерской деятельности, Нитья Менон также является талантливой исполнительницей песен, записавшей более десятка композиций для различных фильмов на разных языках. Она также выступила в качестве продюсера в фильме Skylab (2021). Ее универсальность и способность воплощать разнообразные и сильные образы принесли ей широкое признание и преданную базу поклонников по всей Индии.