Nicola Benedetti wurde 1987 in der westschottischen Grafschaft North Ayrshire als Tochter eines Italieners und einer Schottin geboren. Mit vier Jahren begann sie Violine zu spielen. Als 10-jährige kam sie an die Yehudi Menuhin School für junge Musiker in Surrey. 2002 gewann sie den United Kingdom's Brilliant Prodigy Competition. Kurz darauf verließ die Fünfzehnjährige die Yehudi Menuhin School und begann ein Privatstudium bei Maciej Rakowski, dem ehemaligen Leiter des English Chamber Orchestra.
2004 gewann Benedetti im Finale in der Usher Hall in Edinburgh den BBC Young Musician of the Year Wettbewerb mit ihrer Präsentation des 1. Violinkonzert von Karol Szymanowsk. Nicht zuletzt dieser Erfolg bescherte ihr einen Vertrag mit Deutsche Grammophon/Universal Music Group Classics and Jazz für sechs Alben. Inzwischen ist Sie Exklusivkünstlerin bei Decca.
2012 trat sie als Solistin bei der populären Last Night of the Proms in der Royal Albert Hall in London auf und erreichte durch TV-Ausstrahlung in alle Welt ein Millionenpublikum. Am Neujahrstag 2013 wurde Nicola Benedetti mit dem britischen Verdienstorden Member of the Order of the British Empire (MBE) für ihre Verdienste in Musik und Wohltätigkeit ausgezeichnet.