نسرین مقانلو به واسطه اینکه در خانواده هنرمند بزرگ شده با حرفه بازیگری آشنا بوده است. از نوجوانی در زمینه تئاتر فعالیت داشته است. بازیگری در سینما را با بازی در فیلم دو نیمه سیب به کارگردانی کیانوش عیاری در سال ۱۳۷۰ شروع کرده است.
نسرین مقانلو فعالیت خود را با فیلم امید در سینما آغاز کرد و با بازی در فیلم همسر بیشتر مورد توجه قرار گرفت. وی پس از بازی در فیلم نابخشوده چند سالی را خارج از کشور گذراند. وی سپس به ایران بازگشت و بازی در سینما و تلویزیون را ادامه داد. بازی در فیلم مهمان مامان وی را به عنوان یک بازیگر توانا مطرح کرد. همسرش کمال خلیلیان فوتبالیست تیم ملی و استقلال ساکن امریکا بوده است که برای دیدار با خانواده اش به ایران می آید. از طریق آشنایان با همسرش آشنا می شود و پس از دو ماه نامزدی با هم ازدواج می کنند و به امریکا می روند.