
Детство провела в селе Глафировка Краснодарского края, где её мать Ирина Петровна Мордюкова была председателем колхоза, отличалась прекрасными вокальными данными, любила петь душевные романсы и русские народные песни. Отец — Виктор Константинович был военным, уйдя добровольцем на фронт, вернулся без ноги. Нонна была старшим ребёнком. У родителей было ещё двое сыновей и три дочери. С детства ей приходилось тяжело работать наравне со взрослыми и воспитывать своих младших сестёр и братьев. Ещё с детских лет мечтала сниматься в кино. Увидев девушкой фильм «Богдан Хмельницкий», влюбилась в главного героя в исполнении Н. Д. Мордвинова и решила стать актрисой. Написала ему письмо, спросив: «Как выучиться на Любовь Орлову?». В июне 1941 года, когда ещё не было известно о войне, актёр ответил: «Закончите обязательно школу, получите аттестат и приезжайте в Москву, найдите меня». В 1942 году, во время оккупации войсками нацистской Германии Краснодарского края в годы войны, семье не удалось эвакуироваться. Возникла опасность насильственной отправки на принудительные работы в Германию. Семье Нонны пришлось скрываться на отдалённом хуторе Труболет (ныне — Новоурупский) Отрадненского района. В 1943 году они переехали в станицу Отрадную Краснодарского края. В 1944 году, когда семья распалась, мать вместе с детьми перебралась в Ейск. В 1945 году отправилась в Москву и поступила во ВГИК, в актёрскую мастерскую Б. В. Бибикова и О. П. Пыжовой. Окончила его в 1950 году. В 1948 году, будучи студенткой ВГИКа, дебютировала в кино в роли Ульяны Громовой в фильме режиссёра С. А. Герасимова «Молодая гвардия», снятом по одноимённому роману писателя А. А. Фадеева. Эта роль принесла начинающей актрисе всесоюзную известность. В 1950—1991 годах — актриса Театра-студии киноактёра. За всё время своей творческой карьеры снялась во множестве кинофильмов. Среди самых известных её работ: «Молодая гвардия» (1948), «Чужая родня» (1955), «Простая история» (1960), «Председатель» (1964), «Женитьба Бальзаминова» (1964), «Комиссар» (1967), «Бриллиантовая рука» (1968), «Журавушка» (1968), «Родня» (1981). После распада СССР Мордюкова постепенно ушла из кино, потому что ей перестали нравится сюжеты предлагаемых фильмов. В 1999 году после пятилетнего простоя она снялась в фильме «Мама» Дениса Евстигнеева. Несмотря на то, что фильм и её игра были положительно оценены кинокритиками, больше Мордюковой приглашений в кино не поступало. В последние годы долго и тяжело болела (сахарный диабет). В субботу, 5 июля 2008 года была доставлена в Центральную клиническую больницу. Вечером 6 июля 2008 года скончалась на 83-м году жизни. Отпевание актрисы произошло 9 июля 2008 года в храме Спаса Нерукотворного Образа на Сетуни. Похоронена в тот же день на Кунцевском кладбище рядом с могилой сына — Владимира Тихонова.
2016Легенды киноСериалв роли Self (archive footage) · эпизодов: 1
2000Нет смерти для меняФильмв роли herself
1999МамаФильмв роли Polina Yuryeva
1995Ширли-мырлиФильмв роли registry office employee
1992Луна-паркФильмв роли Alyona's aunt
1991Бегущая мишеньФильмв роли grandmother Zina
1988Ссуда на бракФильмв роли Tatyana Ivanovna
1988Я и лошадь, я и бык, я и баба, и мужикФильм
1988Запретная зонаФильмв роли Nadezhda Avdotyina
1987ДоченькаФильмв роли Zinaida Yakovlevna
1986От зарплаты до зарплатыФильмв роли Plisova
1983Вокзал для двоихФильмв роли uncle Misha
1983Этюд для домино с роялемФильмв роли domino player
1982РодняФильмв роли Maria
1979Верой и правдойФильмв роли Panya
1978ТрясинаФильмв роли Matryona
1978Инкогнито из ПетербургаФильмв роли Anna Andreyevna
1975Они сражались за РодинуФильмв роли Natalya Stepanovna
1975Семья ИвановыхФильмв роли Mariya Petrovna
1974Лев Гурыч СиничкинФильмв роли Raisa Surmilova
1974Возврата нетФильмв роли Antonina Kashirina
1973Два дня тревогиФильмв роли Mavra Grigorievna
1972Завтра будет поздноФильмв роли Kuzyurka
1972Русское полеФильмв роли Fedosya Ugryumova
1971МолодыеФильмв роли Dariya Vasilyevna
1970Случай с ПолынинымФильмв роли Dusya Kuzmicheva
1970Баллада о Беринге и его друзьяхФильмв роли Anna Ioannovna
1969Гори, гори, моя звездаФильмв роли madame
1969Бриллиантовая рукаФильмв роли Varvara Pliushch
1969ЖуравушкаФильмв роли Glafira
1968Встречайте проездомФильмSongs
1968Война и мирФильмв роли Anisya Fedorovna
1967КомиссарФильмв роли Klavdia Vavilova
1967Дядюшкин сонФильмв роли Sofya Petrovna Karpukhina
1966Война и Мир 2: Наташа РостоваФильмв роли Anisya Fedorovna
1965Тридцать триФильмв роли Galina Petrovna Pristyazhnyuk
1964ПредседательФильмв роли Donya Trubnikova
1964Женитьба БальзаминоваФильмв роли Domna Evstigneevna Belotelova
1964Секретарь обкомаФильмв роли Natalya Fadeevna
1962ПавлухаФильмв роли Natalya
1960Простая историяФильмв роли Sasha Potapova
1960ВанькаФильмв роли Alyakhin's wife
1959Хмурое утроФильмв роли Matryona
1959Отчий домФильмв роли Stepanida
1959Всё начинается с дорогиФильмв роли Dasha
1958ДобровольцыФильмв роли (uncredited)
1957Екатерина ВоронинаФильмв роли Dusya Oshurkova
1956Чужая родняФильмв роли Stesha
1955Звёзды на крыльяхФильмв роли (uncredited)
1954Калиновая рощаФильмв роли Nadezhda Romanyuk
1953Возвращение Василия БортниковаФильмв роли Nastya Ogorodnikova
1948Молодая гвардияФильмв роли Uliana Gromova