Depois de se licenciar em estudos audiovisuais na Universidade de Beirute, realizou anúncios publicitários e videoclipes que foram frequentemente premiados. Em 2004, embarcou numa residência da Cinéfondation do Festival de Cannes para escrever e desenvolver Caramel, a sua primeira longa-metragem, filmada dois anos mais tarde e apresentada na Quinzena dos Realizadores em 2007. Esta ode alegre e rebelde à camaradagem feminina foi distribuída em todo o mundo e tornou-se o filme libanês de maior sucesso de exportação de todos os tempos. Nadine Labaki continuou a explorar a condição feminina e as tensões religiosas em Where Do We Go Now?, uma fábula ousada e universal sobre a tolerância que estreou na mostra Un Certain Regard em 2011 e ganhou o People's Choice Award no Festival de Cinema de Toronto.

Em 2008, recebeu a Insígnia de Chevalier da Ordem das Artes e das Letras do Ministério da Cultura francês.

Em 2014, Nadine realizou Rio, I Love You, um dos segmentos do filme de antologia Cities of Love, que ela dirigiu, co-escreveu e protagonizou, ao lado de Harvey Keitel.

Em 2018, Nadine Labaki foi selecionada para a competição oficial do Festival de Cannes com o seu comovente Cafarnaum, um manifesto pungente sobre a infância danificada, os refugiados e as fissuras de uma sociedade que vira as costas à humanidade, que provocou ondas de choque em toda a Croisette.
Nadine Labaki ganhou o Prémio do Júri do Festival de Cannes desse ano, presidido por Cate Blanchett, e fez um discurso inesquecível acompanhada pelo jovem ator e refugiado sírio Zain Al Rafeea. Nomeado para os Baftas, os Globos de Ouro, os Césares franceses e um Óscar de Melhor Filme Estrangeiro, Cafarnaum fez da sua realizadora libanesa a primeira mulher do mundo árabe a ser nomeada nesta categoria.

Em 2019, foi presidente do júri de “Un Certain Regard” no Festival de Cannes.
A sua última curta-metragem, intitulada: Mayroun and The Unicorn, criada para a série “Homemade”, foi realizada em conjunto com o seu marido, o compositor Khaled Mouzanar. Conta a história da imaginação da sua filha Mayroun durante o confinamento.

Como atriz, Nadine Labaki participou no filme de Fred Cavayé Mea Culpa, no filme de Xavier Beauvois La Rançon de la Gloire, em Stray Bullet do realizador libanês Georges Hachem, em Rock the Casbah de Laïla Marrakchi, em 1982 de Oualid Mouaness, em Costa Brava de Mounia Akl, em Perfect Strangers de Wissam Smayra e Retour en Alexandrie de Tamer Ruggli.