1979年，19岁时在西影影片《乳燕飞》中出演女主角尚小立。之后调入西安电影制片厂演员剧团。随后主演了《叛国者》、《皆大欢喜》、《无声的雨丝》等片。

1987年，因主演谢飞导演的影片《湘女萧萧》，提名第7届中国电影金鸡奖最佳女主角。

1988年，凭借电影《战争让女人走开》获得上海电影小百花奖最佳女主角奖。

1989年初，利用寒假时间回国拍摄了一部纪录片《自然与人》，并考上了英国电影学院，成为电影学院导演专业的研究生，还获得了李嘉诚基金会奖学金。在学期间，娜仁花不仅为英国多家电视公司，包括BBC拍摄了向海外介绍中国历史文化的纪录片，如《秦始皇》、《长城的秘密》、《三峡大坝》、《中国导演张艺谋》以及反映内蒙古牧民生活状态的《游牧人》等。她还为美国的Discovery（探索频道）拍摄了《三峡沿岸的文化遗产》一片。

1995年，继《湘女萧萧》之后，与谢飞导演再度合作主演了影片《黑骏马》，这也是娜仁花第一次主演自己本民族题材的电影。

1996年，导演谢晋到英国拍摄《鸦片战争》的海外部分，娜仁花受邀担纲《鸦片战争》的副导演，专门负责外籍演员的戏份。

2000年，首次出演电视剧《静静的艾敏河》，该剧是根据蒙古族女作家萨仁托娅的同名小说改编而成，娜仁花在剧中扮演一位扶养了3000个孤儿的蒙古族母亲。

2001年，蒙古族“导演夫妻档”塞夫和麦丽丝执导的中国内地第一部数字故事片《天上草原》，邀请娜仁花出演女主角，娜仁花举荐宁才，两人在戏中扮演了一对夫妇，凭借该片获得第12届上海影评人奖最佳女主角奖和第3届少数民族题材电影电视艺术骏马奖最佳女演员奖。

2002年，在描述上海没落贵族在家境衰落后共叙亲情的电影《美丽上海》中饰张医生。

2003年，与牛犇主演电影《纸飞机》，获得第12届中国电影童牛奖优秀成人演员奖。同年主演讲述因草原连年沙化、牧民不得不退出草场迁往城镇故事的影片《季风中的马》，该片获得第25届夏威夷国际电影节亚洲电影大奖，娜仁花提名第11届中国电影华表奖优秀女演员奖。

2005年，在主旋律影片《生死牛玉儒》中饰演牛玉儒的妻子谢莉，并以此获得第28届大众电影百花奖最佳女主角的提名。参与马伊琍、奚美娟主演的都市生活剧《五妹》。

2006年，主演安战军执导的传记电影《元帅的童年》，在片中扮演朱德母亲。

2009年，改编自电视剧《静静的艾敏河》的电影《额吉》开拍，娜仁花再次演绎同一角色“额吉”，并获得第14届中国电影华表奖优秀女演员和第28届中国电影金鸡奖最佳女演员。

2012年，与孙敏共同主演反映残疾人工作者事迹的电影《一生有爱》。主演根据“全国道德模范”杨善洲生前事迹改编的电视剧《不曾见过你》。参演何琳、果静林主演的青春励志剧《青海花儿》。主演安战军执导的家庭生活剧《家事也是事》饰演“女强人”冯阿彩。

2013年，联合杨恭如、郑国霖主演家庭情感剧《当人心遇上仁心》。2014年，在安战军执导的电视剧《李先念》中饰演李先念的母亲。2015年，与刘欢、曾泳醍联袂主演都市情感励志剧《好运来临》。

2016年，在张坤一执导的惊悚悬疑电影《夜魔人》中饰演心理催眠师姜夜心。8月，出演文艺电影《择日救赎》。

2017年，在都市励志剧《生逢灿烂的日子》中饰演京剧出身的二小姐母亲二妈。

2021年7月3日，与蒲巴甲、缪婷茹、丁勇岱等合作主演的电视剧《阿坝一家人》播出。