Назанин родилась в столице Ирана — Тегеране. Во время Иранской революции ее родители эмигрировали в Лондон, где Назанин стала учиться в частной школе. По желанию родителей Назанин поступила на факультет биологии Калифорнийского университета в Ирвайне и в 2003 году получила степень бакалавра биологических наук. Однако она поняла, что ее призвание — это актерское искусство и решила продолжить обучение в Королевской академии драматических искусств в Лондоне.
Первая значимая роль Назанин — роль Лейлы Мир в популярном американском телесериале «Главный госпиталь». Далее были роли в фильмах «Война Чарли Уилсона», «Железный человек», «Три дня на побег». В феврале 2011 года она появилась в сериале «Как я встретил вашу маму» в роли Норы — девушки Барни Стинсона. В 2013 году появилась в третьем сезоне сериала «Чужой среди своих» в роли сотрудницы ЦРУ Фары Шерази.
Бониади является официальным представителем Amnesty International USA, американского филиала всемирной неправительственной и некоммерческой организации по защите прав человека «Международная амнистия».