Este fiica lui Jim si Alison Nichols, s-a nascut la data de 8 ianuarie 1980, in Augusta, Kennebec County, Maine, USA. Se inscrie si participa la Cony High School, apoi pleaca in Europa si studiaza in Franta. Ea spune ca nu a fost o "puicuta fierbinte" in liceu. In 1998 se inscrie la Columbia University, din New York, cu intentia de a studia psihologia.
Intra in modeling in mod accidental. Prezinta pentru Guess?, Abercrombie & Fitch, L'Oreal si Nicole Miller. In timp ce studia la Columbia, se inscrie la clasa de arta dramatica. Si-a mentinut un program incarcat si dificil, pe langa studiile sale din New York, pozand pentru agentiile mentionate, fotografiile fiindu-i publicate in Europa. In 2002 trebuie sa decida drumul pe care o sa-l parcurga.
La inceput apare in emisiuni de televiziune. Primul rol castigat este cel din Sex and the City, in 2002, dar in acelasi an primeste rolul Jessica in Dumb and Dumberer. Este nominalizata de Maxim's Magazine in topul 100, a celor mai sexy femey, pe locul 28. Urmeaza alte roluri in seriale si show-uri de televiziune. In 2007 isi indreapta atentia inspre marele ecran, primind roluri in Resurrecting the Champ si P2.
In P2, fiind in rolul principal, refuza scenele de nuditate de orice tip. In 2007 se intoarce la seriale si productii de televiziune.
S-a casatorit cu producatorul Scott Stuber, in 26 iulie 2008, in Aspen, Colorado. In februarie 2009, Nichols si Stuber se separa, din cauza diferentelor ireconciliabile.
Este nominalizata la diferite premii, iar in 2006 castiga premiul Best Ensemble Cast, in filmul Debating Robert Lee (2004).
In anul 2010 joaca in serialul Criminal Minds, seria 6.
La fiecare Craciun, Nichols se intoarce la casa parintilor ei in Augusta, Maine.
