Нонна Николаевна Терентьева родилась 15 февраля 1942 года в Баку. Мать Нонны играла в Бакинском театре и была единственной русской актрисой, игравшей на азербайджанском языке. Отец был военным. После войны главу семьи направили служить в Румынию. Там Нонна пошла в школу. Через некоторое время семья переехала в Киев.
После окончания школы Нонна выбрала театральную судьбу. Она окончила Театральное училище имени Б.В. Щукина (1966). Работала в разных театрах Москвы и Киева, в 1980-1992 годах была актрисой Театра-студии киноактёра.
В кино Терентьева начала сниматься с 1963 года. Большую популярность у зрителей принесла ей роль Зои в фильме «Крах инженера Гарина».
В 1966 году, когда Нонна училась на последнем курсе, ее пригласили в фильм Иосифа Хейфица «В городе С.» по рассказу А. Чехова «Ионыч». В фильме снимались такие мэтры советского кино, как Игорь Горбачев, Анатолий Папанов. Но рядом с ними Нонна не выглядела неопытной и робкой.
Фильм Хейфица было решено показать на Каннском кинофестивале вне конкурса. Так Нонна в первый раз попала за рубеж. Красота и естественность актрисы покорили публику и критиков, ее наперебой приглашали на светские рауты.
После успеха на Каннском фестивале зарубежные киностудии завалили Терентьеву приглашениями. В зарубежной прессе ее часто называли русской Мэрилин Монро, а иногда сравнивали с Гретой Гарбо. Но в то время советским артистам сниматься за рубежом было не принято…
Между тем, работы в кино было немного, типаж «роковой красавицы» ее не очень устраивал. Нонна работала в театре, ездила с концертами. Когда она выходила на сцену, было ощущение, что это Марлен Дитрих и Мэрилин Монро, вместе взятые. Она пела на английском языке репертуар Эллы Фицджеральд и Дюка Эллингтона, а когда в конце ее выступления объявляли русскую песню «Калинушка», зал рыдал от восторга.
Личная жизнь Терентьевой была непростой. Ее брак был недолгим и распался вскоре после рождения дочери Ксении. Ее московскими друзьями были известные актеры-интеллектуалы. Мужчины не оставляли актрису без своего внимания, но она отказывалась от предложений.
Она писала стихи, сценарии, либретто для рок-оперы, строила творческие планы, но им не суждено было сбыться...
8 марта 1996 года Нонна Николаевна Терентьева скончалась в Москве от рака, была похоронена на Троекуровском кладбище столицы.
