Nació el 22 de Mayo de 1879 en Ucrania. Vino al mundo bajo el nombre Mariam Edez Adelaida Leventon en Yalta, Crimea. Era la tercera hija de una familia abusiva y problemática. Buena parte de su infancia transcurrió en casa de extraños o bajo el cuidado de parientes. Desde pequeña demostró tener un gran carácter para soportar situaciones difíciles, así como una gran aptitud musical; a los siete años de edad comenzó a tomar lecciones de violín.
Cuando comenzó a aparecer en los escenarios teatrales decidió cambiar su nombre por aquel que la haría famosa: Alla Nazimova. El motivo principal fue el pedido de su padre a fin de que no deshonrara el apellido de la familia dado que en ese entonces la actuación, y el ambiente teatral no eran considerados especialmente respetables. Comenzó sus clases de actuación a los diecisiete años y se unió a la compañía de actores de Stanivslasky, donde estudió su método en el Teatro de Arte de Moscú.
En ese entonces era mantenido por un hombre rico y mayor. Se casó tiempo después con un estudiante de actuación llamado Sergei Golovin, pero se separaron rápidamente.
Tiempo después conoció a Pavel Orlenev, amigo cercano de Chejov y de Máximo Gorki, con el inició una relación personal y profesional. Hicieron un tour a través de Europa que tuvo gran éxito, así llegaron a Nueva York en 1905, donde Nazimova fue ovacionada por su interpretación del los dramas de Ibsen, Casa de muñecas y Hedda Gabler. Orleneve regresó a Rusia, pero Alla decidió quedarse. Allí conoció a Emma Goldman con quien tuvo una relación amorosa. Relación que Emma terminaría dado los continuos affaires de Alla con otras mujeres entre ellas estaba Mercedes de Acosta. Su primer aparición en el cine fue en año 1916 con Novias de guerra, para 1918 ya era una estrella de la metro y haría 11 films en un período de tres años para esa empresa. Obtendría gran éxito con varios films como Camila con Rodolfo Valentino, Juguetes del destino en el año 1918 allí interpretaba a una suicida, Revelación, en el mismo año donde interpretaba a una ex prostituta. Y la linterna roja en el año 1919.
Se casó con el actor Charles Bryant conocido por su homosexualidad, compró una enorme mansión a la que llamó El jardín de Alla, lugar donde se celebraban grandes fiestas, donde abundaba el alcohol, las drogas y eran comunes las orgías entre mujeres.
Al mismo tiempo llevaba adelante una fuerte carrera teatral. Comenzó a producir bajo su propio esfuerzo algunas obras que terminaron por ser un fracaso, a pesar que actualmente no se las considera de tal modo. Su Salome producida en el año 1923 produjo cierto escándalo por la versión gay que realizó, lo cual le produjo grandes prejuicios económicos. Pronto su carrera comenzó a declinar, producto además de la severa censura que traía consigo el Código Hays; sumado a esto su ideología, su lesbianismo, su libertad le trajeron muchos detractores en los medios de comunicación. Todo esto junto a un estilo de actuación considerado fuera de moda la llevaron a abandonar la actuación fílmica para dedicarse al teatro. Con el tiempo volvió a actuar en películas de bajo presupuesto y escasa repercusión.
Falleció en Los Angeles, California, de una trombosis pulmonar en el año 1945.