Нина Лельчук поступила в класс Якова Флиера в 13 лет, став самой юной студенткой в истории Московской консерватории. Во время учебы она была удостоена призов нескольких международных конкурсов в Польше, Франции и США (конкурса имени Вэна Клайберна). В 1965 году окончила аспирантуру. Много выступала в разных городах Советского Союза, в том числе в таких удалённых местах нашей страны, как Магадан, Норильск, Хабаровск, Камчатка, а также гастролировала в Румынии, Польше, Болгарии, Венгрии, Чехословакии.
С 1978 года Нина Лельчук живет на Западе и сегодня является одним из высоко ценимых и авторитетных музыкантов нашего времени. Ее сенсационный дебют в Carnegie Hall в октябре 1980 года вызвал восхищенные отзывы критиков. New York Times писала: «Подвиньтесь, пианисты, чтобы освободить место новой коллеге высочайшего класса!». С тех пор Нина Лельчук выступила на пяти континентах в 36 странах мира в самых престижных концертных залах, включая Avery Fisher Hall, Alice Tully Hall в Нью-Йорке, Kennedy Center в Вашингтоне, Wigmore Hall и Barbican Center в Лондоне, Suntory Hall в Токио, Лувр в Париже, Ла Скала в Милане и многие другие аудитории. Она играла с крупнейшими симфоническими коллективами — оркестрами Чикаго, Кливленда, Сент-Луиса, Питтсбурга, Ванкувера, Берлина, Лондонским Королевским филармоническим оркестром, оркестрами Дрезденской государственной капеллы, Лейпцигского Gewandhaus, Академии Санта Чечилия под управлением таких дирижеров, как Андре Превин, Леонард Слаткин, Роберто Бенци, Курт Мазур, Евгений Светланов, Кирилл Кондрашин, Гюнтер Хербиг, Йошими Такеда, Йоэль Леви.
Нина Лельчук участвовала в крупнейших музыкальных фестивалях, среди которых Моцартовский фестиваль в Линкольн-центре, Мельбурнская осень, Cervantino (Мексика), фестивали в Ментоне (Франция), Лугано и Сент-Морице (Швейцария), Музыкальная осень в Комо и Стрезе (Италия), в Саппоро (Япония) и других. Записи пианистки вышли на лейблах Pathe-Marconi во Франции, EMS в Бельгии, Telarc в США.
Нина Лельчук пользуется большим авторитетом как педагог. Ее мастер-классы проходят во многих странах мира - в Токийской Toho School, Королевском колледже в Лондоне, в крупнейших колледжах Нью-Йорка, а также в университетах и консерваториях Филиппин, Тайваня, Гонконга, Кореи и Китая. Более сорока её учеников стали лауреатами международных конкурсов. В настоящее время Нина Лельчук является профессором Queens College и преподавателем Международного института Маннес-колледжа в Нью-Йорке, а также приглашенным профессором Колумбийского университета.