N. Ambrazaitytė gimė 1939 m. Lazdijų rajone, Burakavo kaime, tremtinių šeimoje. 1966 m. baigė Lietuvos valstybinę konservatoriją (dabar - Lietuvos muzikos ir teatro akademija), operos ir kamerinė dainininkė - dainavimo pedagogė.
Nuo 1966 m. - Lietuvos operos ir baleto teatro operos solistė, nuo 1979 m. - kartu ir Lietuvos konservatorijos dėstytoja, docentė.
Buvo Lietuvos teatro sąjungos narė, Vilniaus tremtinių bendrijos kultūros komisijos pirmininkė.
1990-1992 m. - Lietuvos Respublikos Aukščiausiosios Tarybos-Atkuriamojo Seimo deputatė. 1992-1996 m. ir 1996-2000 m. Lietuvos Respublikos Seimo narė.
2005 m. išleido atsiminimų knygą „Virš mūsų poliarinė pašvaistė", 2009 m. - knygą apie muzikinę veiklą „Skambantys operos klavyrai".
Yra paskelbusi straipsnių kultūros, tremties klausimais. Profesionalių vokalistų konkursų laureatė. Sukūrė apie 30 vaidmenų operose, atliko per 300 solinių koncertų.
Apdovanota Lietuvos Didžiojo Kunigaikščio Gedimino ordino Komandoro kryžiumi (1998), Lietuvos Nepriklausomybės medaliu (2000).