Nicole Grisoni voit le jour le 11 avril 1944 à Vongy, près de Thonon-les-Bains, en Haute-Savoie. Elle passe une grande partie de son enfance aux côtés de sa grand-mère; sa mère est déficiente mentale et son père ne l'a pas reconnue. Elle a une demi-soeur, Henriette. La petite fille fait partie de la chorale paroissiale de son village et apprend à chanter, encouragée par une grand-mère mélomane. Au sein de la chorale elle découvre le blues américain et le gospel. Sa passion pour le chant la conduit à se produire dans les églises de sa région. Au début des années 60, elle quitte sa région natale pour tenter de poursuivre son rêve, à Paris.

 

          Nicoletta commence comme DJ dans les clubs parisiens du quartier de Saint-Germain-des-Prés. En 1962, elle obtient la majorité à 18 ans, et non 21 ans comme c'était le cas à l'époque. La jeune fille est éprise de liberté mais connaît des débuts difficiles. Puis, un jour, elle est repérée par Léo Missir, directeur artistique chez Barclay qui décide de la prendre sous son aile. En 1966, elle enregistre son premier 45 tours, L'homme à la moto, une reprise d'une chanson d'Edith Piaf. Mais c'est une autre chanson, qui figure également sur le 45 tours, qui va la révéler au grand public, Encore un jour sans toi. L'ascension de la jeune savoyarde est alors fulgurante. L'année 1967 la propulse en tête des ventes avec les titresLa musique et Il est mort le soleil. Ce dernier devient un tube grâce à sa voix puissante et son interprétation est saluée par la critique. Le succès dépasse les frontières, et l'artiste américain Ray Charles décide de l'adapter sous le titre The sun Died. 

 

          La personnalité de Nicoletta contribue à son succès, son tempérament un brin rebelle et entier la conduit à chanter dans les usines en grève pendant les manifestations de mai 1968. Artiste populaire, Nicoletta donne de nombreux concerts à travers la France et est très proche de son public. En 1971, avec la chanson Mamy Blue, Nicoletta contribue à introduire le gospel en France et rencontre un vif succès. Afin de garder son indépendance, elle créée sa propre maison de disque, Rapa Nui, en 1973. Durant la décennie 70, elle enchaîne les albums; Nicoletta 73 (1973), Sur les bords de la tendresse(1975), L'amour violet (1976), Palace (1978)…

Dans les années 80, elle varie les registres et participe à des comédies musicales (Grandeur et décadence de la ville de Mahagony, Quasimodo) et multiplie les collaborations prestigieuses (William Sheller, Richard Cocciante) mais le succès n'est pas toujours au rendez-vous. L'artiste publie des albums avec parcimonie (Vivre aujourd'hui en 1987, J'attends, j'apprends en 1995, Connivences en 1998), mais continue de se produire sur scène dans de nombreux galas. Au début des années 2000, Nicoletta est de nouveau sur le devant de la scène grâce à la première saison d'un nouveau télé-crochet, Star Academy sur TF1. Le générique de l'émission reprend en effet son titre La Musique. En 2006, après huit ans d'absence dans les bacs, elle sort un nouvel album d'inspiration jazz, intitulé Le rendez-vous. En 2011, elle surprend son public et chante en duo avec le rappeur JoeyStarr son tube Mamy Blue. Pour son dernier album paru en 2013, Ici et ailleurs, elle retrouve JoeyStarr et fait appel à Florent Pagny pour un duo inédit. Depuis 2014, à l'instar de Michèle Torr et Dave notamment, Nicoletta intègre la tournée Rendez-vous avec les starsqui sillonne la France chaque année.

 

          Côté vie privée, Nicoletta a un fils, Alexandre, né le 9 mai 1979, d'un premier mariage avec Patrick Chappuis. Elle divorce en 1985 du père de son fils. Puis, en 1991, lors d'une soirée chez Castel, Nicoletta fait la connaissance de Jean-Christophe Molinier, de quinze ans son cadet. Le couple se marie en mai 2011 dans la région natale de Nicoletta.