Надежда Бахтина родилась 14 августа 1979 года в городе Пушкино, Московская область. Её дедушка, бабушка и мать были врачами, а отец - лингвистом. Кроме Надежды, в семье есть четыре брата. Несмотря на то, что профессии родителей не связаны с искусством, семья у них была творческой - они часто собирались и устраивали спектакли по вечерам.

Родители Нади всегда были за то, чтобы она пошла по стопам отца и связала жизнь с языками, но с самого раннего детства девочку привлекало искусство. Она была разносторонне развита: любила петь, танцевать, сочиняла стихи, красиво рисовала. Сначала все думали, что Бахтина станет художницей, она же решила стать актрисой.

Надежда сменила пять школ. Она училась хорошо и обожала литературу, часто выступала на школьной сцене, а через какое-то время записалась на театральный кружок. В восьмом классе девочка стала ходить в театральную студию в местном Доме культуры. Она очень любила фильм «Табор уходит в небо», и её кумиром была героиня фильма - цыганка, которую звали Рада. Случайность или судьба, но в будущем она не раз блистательно сыграет роли цыганок. Однажды, когда девочка решала, в каком костюме ей пойти на новогодний утренник, она надела длинную и пышную юбку, яркую блузку, вставила искусственную розу в волосы и была в роли цыганки в этот день.

В 1996 году Надежда Бахтина окончила школу и вопреки решению родителей поступила в театральный институт. К сожалению, с первой попытки не удалось, так как она сдавала экзамены почти без предварительной подготовки. Девушка не сдавалась, много и упорно занималась и стала студенткой ВТУ имени Б. В. Щукина в 1997 году.

Во время учёбы на втором курсе Надежда Бахтина сыграла свою дебютную роль в спектакле «Принцесса Турандот» на сцене Театра имени Вахтангова.

Позже она и три её однокурсника организовали свою театральную кампанию, которую назвали «Щукины дети». Они много гастролировали, а после окончания училища в 2001 году друзья создали свой театр - «Трагифарс». На сцене этого театра Надя исполнила много ролей: Маргариту в постановке «Мастер и Маргарита», Антонию в «Дон Кихоте», Финею в постановке «Дурочка», Роксану в спектакле «Сирано де Бержерак», Марину Мнишек в «Борисе Годунове» и др. К сожалению, «Трагифарс» действовал недолго и распался в скором времени.

Кинодебют Надежды Бахтиной состоялся в детском сериале «Искатели» в 2001 году - её героиню звали Эля. После этой роли у неё было ещё несколько второстепенных и эпизодических ролей.

Судьбоносной в карьере Бахтиной стала «цыганская» тема. В 2005 году актриса сыграла цыганку Люциту в сериале «Кармелита». На эту роль режиссёр Рауф Кубаев выбрал Надю из почти двухсот претенденток. Игра в «Кармелите» сделала её знаменитой. Люцита ветреная, гордая, яркая, страстная, готовая ради любви на всё. Бахтиной был интересен этот персонаж, потому что сама она очень консервативна и не способна совершить отчаянные подвиги ради мужчины. Так как телезрители очень полюбили сериал «Кармелита», вышло продолжение, которое называлось «Кармелита. Цыганская страсть».

После роли Люциты актрису приглашали на роли роковых женщин, но её заинтересовало лишь одно предложение и снова в «цыганской» теме. Это был многосерийный фильм «Цыганки», где Надежда сыграла Ольгу. Поначалу она хотела отказаться от съёмок в мелодраматическом сериале. Надя опасалась, что может зациклиться на амплуа роковой цыганки, после чего ей больше не будут предлагать другие роли. Но её решение изменилось после прочтения сценария. Лента, основанная на реальных событиях, стала одной из лучших работ актрисы: благодаря таланту ей удается избегать повторов.

В 2006 году Бахтину ждала ещё одна яркая роль. Григорий Любомиров начинал съемки своего сериала «Сталин. Live» и на роль Надежды Аллилуевой, вместо Ольги Будиной, решил пригласить менее узнаваемую актрису. Он предложил Наде сняться в фильме. Девушка долго сомневалась, ведь она должна была играть роль самоубийцы, но решилась и не пожалела. Актриса блистательно исполнила свою роль и была самой яркой в фильме.

В дальнейшей кинокарьере Бахтиной были роли в фильмах «Тайна Снежной Королевы», «Одинокий волк», «Сестры Королёвы», «Расскажи мне обо мне», «Без правил» и многих других.