Надя Буланже родилась 16 сентября 1887 года в городе Париже в семье потомственных музыкантов: отец — композитор и дирижёр Эрнест Буланже, лауреат Большой Римской премии, преподаватель вокала в Парижской консерватории. Мать — певица Раиса Мышецкая (1856—1935), родилась в Санкт-Петербурге. Надя начала учиться музыке (орган, композиция) с 9-летнего возраста.
С 1903 года помогала Г. Форе в его органном музицировании в церкви Ла Мадлен в Париже. Закончила Парижскую консерваторию.После смерти любимой сестры Лили в 1918 году Надя Буланже практически оставила сочинительство, целиком посвятив себя преподаванию и пропаганде музыки. Начиная с 1920 года преподавала в Нормальной школе музыки, затем в Американской консерватории в Фонтенбло и других учреждениях.