Нина Сорокина родилась в 1942 году в Электростали. Она пришла в труппу Большого театра в 1961 году после окончания Московского хореографического училища, там она проработала до 1988 года.
Нина Сорокина танцевала в 17 постановках классического и современного балета. Она неоднократно удостаивалась отечественных и международных премий и наград как солистка Большого театра. В 1987 году ее заслуги были отмечены присвоением звания Народной артистки СССР.
Кроме того, во время работы в театре Нина Сорокина также снималась и в телевизионных балетах. С 1989 года она занималась и преподавательской деятельностью, работая педагогом гастрольно-концертной труппы «Звезды Большого балета».
Балерина стала первой исполнительницей следующих партий: Девушка («Геологи»), Китти («Анна Каренина»), Избранница («Весна священная»), Девушка («Икар»), Редисочка («Чиполлино»).