来歴
父はトランペット奏者[4]、母は踊り子[4]。父が19歳、母が20歳の時に生まれた。体が弱く、3歳まで歩けなかった[5]。その後、身体を鍛えるために5歳からバレエを始めると直ぐにのめり込み、ダンサーに憧れを持つ。花柳界の中で育ったため[4]、芸者が夏の時期に浴衣に手桶を持って銭湯に行く姿を見て、「カッコイイナー」と思い[4]、大きくなったら絶対に芸者になろうと決心していた[4]。
中学3年生16歳[4]の時に渡辺プロダクション主催の新人オーディションがジャズ喫茶「新宿ACB」で開催され、友人の付き添いで参加[4]。受験する友人は緊張の余り固まってしまい、困った司会者より「じゃあ！ 君が代わりに唄って!」と指名され、堂々とした唄いっぷりもあって優勝した。その後、猛反対する父親を「絶対に半端なことはやりません」などと説き伏せ[4]、芸能界入りした。このため30歳過ぎても親に仕事の話をすることはなかったという[4]。この頃にザ・ドリフターズの専属歌手として唄っていたこともあるという[6]。
デビュー曲は「東京キカンボ娘」（1962年8月10日、菊村紀彦作詞・作曲）[2]。「木の実ナナ」の芸名は、この時に菊村によってつけられた。漢字、ひらがな、カタカナの三つがそろった名前は、菊村が「歌だけでなく、踊りも芝居もできる人になってほしい」という思いを込めたものだという[7]。「着の身着のまま」が芸名の由来という説は、自身が否定している[注釈 1][7]。
1962年、音楽番組『ホイホイ・ミュージック・スクール』（日本テレビ）でテレビデビュー[4]。当時、この番組のイメージにより「ホイホイ娘」と呼ばれていた。当時は歌番組も少なく[4]、歌って踊れる木の実は貴重な存在だった[4]。「（1978年のインタビューで）芸能界も変ったなと思いますね。今は楽になったわね。私の新人のころときたら、楽屋の真ん中に座るな、スタジオの中で男と話をするなとか、いつも怒られてばかりよ。昔を思い出すと辛いけど、プラスにはなっています」などと話している[4]。人気アイドルがテレビ局を飛び回り、寝る時間もないというエピソードは、70年代以降の話だという[4]。1967年には「ミニ・ミニ・ロック」[8]という曲が小ヒットし人気を集めたものの番組終了と同時に低迷、前座歌手をする日々が続く。ヒット曲になかなか恵まれず、心機一転として1970年に本場のショー・ビジネスを学ぼうと決意し渡米する。
1973年、帰国後に劇団四季のミュージカルに自ら応募し、同年『アプローズ』に出演する。これがヒット作となり、自身も高い評価を受けて舞台女優としての地位を確立した。この時に主演を務めた越路吹雪とは、共演を機にプライベートでも親しく付き合うようになり、多大な影響を受けたという。以後、多数のミュージカルに出演するようになった。
1974年から始まった、細川俊之との歌と踊りとしゃれた会話でつづる二人芝居『ショーガール』は16作品、公演数547回、観客動員数は60万人を超す大ヒットとなる。1975年、芸術選奨新人賞受賞。1976年、紀伊國屋演劇賞受賞。
1975年、小沢昭一主宰の劇団「芸能座」の旗揚げ公演『清水次郎長伝・伝』に参加する（次郎長の妻・お蝶役）。小沢、加藤武、山口崇、山谷初男、猪俣光世、音楽担当の神津善行、薗田憲一とデキシーキングス、座付き作者の永六輔らと共に旅興行に出る（飯塚・嘉穂劇場など）[9]。
1977年頃、西田敏行や武田鉄矢と共に、バラエティー番組『みごろ!たべごろ!笑いごろ!』に出演し、コントを披露する。また、1982年の五木ひろしとのデュエット曲「居酒屋」は大ヒットを記録した。
1992年、自伝エッセイ『下町のショーガール―ナナの愛と喝采の日々』が、NHKTVにて『六畳一間一家六人』の題名でドラマ化（全11回）し、自らも主人公の母親役で出演。
2015年、舞台『南阿佐ヶ谷の母』の沖縄公演終了後の10月24日に左大腿骨を骨折する。11月3日からの紀伊國屋ホールの公演では、演出を変更して車いすで出演した[10][11]。
日本・東京都向島区寺島町（現墨田区東向島）