В 1981 с отличием окончила Кутаисскую среднюю школу N 2 им. А. Церетели, в 1986 — юридический факультет Тбилисского государственного университета им. И. Джавахишвили.
В 1986 поступила в аспирантуру кафедры международного права Московского государственного университета им. Ломоносова.
В 1990 году Нино Бурджанадзе защитила диссертацию по теме «Юридическая природа и правовое положение международных организаций, осуществляющих эксплуатационно-хозяйственную деятельность» и получила степень кандидата юридических наук.
С 1991 — доцент кафедры международного права и международных отношений Тбилисского государственного университета, а с 1994 года — научный сотрудник дипломатической лаборатории.
Является автором около двадцати трудов, опубликованных на грузинском, русском и английском языках, в том числе одной монографии по правовым вопросам международных межправительственных организаций нового типа.
В 1991—92 Нино Бурджанадзе — эксперт-консультант Министерства экологии Грузии, в 1992—95 — эксперт-консультант комитета по внешним сношениям парламента Грузии. С 1995 является членом парламента Грузии. В 1995—98 — первый заместитель председателя комитета по конституционным, юридическим вопросам и законности, а в 1998—99 — председатель указанного комитета.
В 2000—01 — председатель парламентского комитета по внешним сношениям. В 1995—98 являлась руководителем постоянно действующей делегации парламента Грузии по сотрудничеству с парламентом Великобритании, а в 1999—2002 — сопредседателем Комитета по вопросам парламентского сотрудничества между Евросоюзом и Грузией.
В 1998—2000 была избрана докладчиком Комитета по демократии, правам человека и гуманитарным вопросам Парламентской Ассамблеи ОБСЕ, с 2000 является её вице-президентом.
С ноября по май 2001 года Нино Бурджанадзе — президент Парламентской ассамблеи Черноморского экономического сотрудничества. С ноября 2001 по 2008 — председатель парламента Грузии. С 25 ноября 2007 года по 20 января 2008 года исполняла обязанности президента Грузии. Позже объявила об уходе из большой политики.
27 октября 2008 Нино Бурджанадзе заявила о возвращении в политику и намерении создать партию под названием «Демократическое движение „Единая Грузия“». 23 ноября 2008 года состоялся первый учредительный съезд партии. По словам Бурджанадзе, партия будет «резко оппозиционной».