Nurgül Yeşilçay, 26 Mart 1976’da Afyon’da doğdu. Ortaokul ve lise eğitimini İzmir’de tamamlayan güzel oyuncu 2001 yılında Eskişehir Anadolu Üniversitesi Tiyatro bölümünden mezun oldu. Üniversite öğrenimi sırasında "İkinci Bahar" adlı televizyon dizisinde “Gülsüm” rolü ile kendini tanıttı. 2002 yılında Çağan Irmak’ın yönetmenliğini yaptığı “Asmalı Konak” adlı televizyon dizisinde ise Bahar Karadağ rolü ile ününe ün kattı. Aynı yıl “Mumya Firarda” adlı filmde Teoman ile birlikte başrolü paylaştı. 2003 yılında “Asmalı Konak” televizyon dizisinin devamı olan ve yönetmenliğini Abdullah Oğuz’un yaptığı “Asmalı Konak-Hayatta” sinema filmini Özcan Deniz ile başrolleri paylaştı. 2005’de 12. Adana Altın Koza Film Festivali’nde “En iyi kadın oyuncu” ödülünü yönetmenliğini Atıf Yılmaz’ın yaptığı “Eğreti Gelin” filmindeki Kostak Emine rolü ile kazandı. Aynı yıl içinde Hande Ataizi ile Melekler Adası dizisinde rol aldı. Aynı dizide rol alan Cem Özer ile 26 Ekim 2004’te evlendi.
Hamileliğinin son ayında Melekler Adası dizisinden ayrılmak zorunda kaldı. Oğlu Osman Nejat’ı 22 Mayıs 2005’te dünyaya getirdi.
Eylül 2006’da senaryosunu yazdığı, yönettiği ve yapımcılığını üstlenen Fatih Akın’la “Yaşamın Kıyısında” adlı filmin çekimlerine başladı. Ayten Öztürk isimli Türk kızını büyük başarı ile canlandıran Nurgül Yeşilçay bu başarı ile çekilen film 2007’de 60. Cannes Film Festivali’nde Altın Palmiye ödülü için yarışmaya hak kazandı ve “En iyi Senaryo” ödülünü kazandı. 2007’de yönetmenliğini Barış Pirhasan’ın yaptığı “Adem’in Trenleri” adlı filmde Hacer rolünde kusursuz bir performans sergileyen oyuncu Nurgül Yeşilçay bu filmdeki başarısı için 13. Sadri Alışık Oyuncu Ödülleri’nde “En İyi Kadın Oyuncu” ödülüne hak kazandı. 2011 Şubat ayında sürpriz bir şekilde Cem Özer'den boşandı. Ayrıca Ocak 2010'da yayına başlayan "Aşk Ve Ceza" isimli dizide Murat Yıldırım ile başrolü paylaşmaktadır.
Kazandığı Ödüller: 2005 12. Adana Altın Koza Film Festivali'nde "En İyi Kadın Oyuncu" (Eğreti Gelin), 2007'de 60. Cannes Film Festivali "En iyi Senaryo" (Yaşamın Kıyısında), 13.Sadri Alışık Oyuncu Ödülleri “Ademin Trenleri” "En İyi Kadın Oyuncu" , Çağdaş Sinema Oyuncuları Derneği (ÇASOD) Geleneksel 15. Oyuncu Ödülleri "En İyi Kadın Oyuncu" ödülü (Yaşamın Kıyısında ve Adem’in Trenleri), 45. Antalya Altın Portakal Film Festivali'nde "En İyi Kadın Oyuncu" ödülü (Vicdan).
Rol Aldığı Tiyatro Oyunları: Sen Olmasaydın, Aşk Gibi.
Rol Aldığı Dizi ve Filmler: Çınar Ağacı(2011), Aşk ve Ceza(2010), 7 Kocalı Hürmüz(2009), Vicdan(2008), Adem’in Trenleri(2007), Yaşamın Kıyısında(2007), Ezo Gelin(2006), Belalı Baldız(2005), Anlat İstanbul(2004), Eğreti Gelin(2004), Melekler Adası(2004), Asmalı Konak – Hayat(2003), Mumya Firarda(2002), Asmalı Konak(2002), 90-60-90(2001), Şellale(2001), Her Şey Çok Güzel Olacak(1998), İkinci Bahar(1998).
