2 décembre 1978 à Victoria (capitale de la Colombie-Britannique au Canada) de parents portugais originaires de São Miguel, île des Açores. Ils l'appelèrent Nelly Kim en référence à la championne de gymnastique russe Nellie Kim qui gagna 5 médailles d'or (3 en 1976 et 2 en 1980) et 1 d'argent (en 1976) aux jeux Olympiques.
Elle a un frère et une s½ur.
Elle apprit à jouer du trombone, de la guitare et du ukulélé à l'âge de neuf ans et du synthétiseur à 11 ans. Passionnée de musique dès son plus jeune âge, elle sait dès l'âge de 4 ans qu'elle veut devenir chanteuse. Nelly chantait avec sa mère dans une chorale, surtout lors de la fête nationale du Portugal.
Dès l'adolescence, elle commence à écrire des chansons et fait alors partie d'une fanfare portugaise. Durant cette période, elle écoutait du R&B, du hip hop, de l'alternative rock, de l'alternative hip-hop, trip hop, du fado, de la bossa nova, de la musique indienne et de la variété. Les artistes que Nelly aimait (et qui l'ont influencée) sont Jeff Buckley, Caetano Veloso, Amalia Rodrigues, Nusrat Fateh Ali Khan, Cornershop, Mariah Carey, TLC, Mary J. Blige, Digable Planets, De La Soul, Radiohead, Oasis, The Smashing Pumpkins, The Verve, U2, Kylie Minogue et Beck.