Корнелия Нинова е родена на 16 януари 1969 г. в село Крушовица, област Враца. Завършва с пълно отличие Националната гимназия за древни езици и култура в София. Дипломира се в юридическия факултет на СУ „Климент Охридски“ отново с пълно отличие. През 1995 г. работи в Софийския градски съд като стажант-съдия, а в периода 1995 – 1996 г. е юрисконсулт на Столична община. От 1996 до 1997 г. е следовател в столичната следствена служба. В периода март-август 1997 г. е юрисконсулт на БТК.
Между 1997 и 2005 г. Нинова е изпълнителен директор на „Техноимпекс“ АД. Тя е назначена на тази длъжност при правителството на Иван Костов. Същевременно е назначена и на поста председател на съвета на директорите на „Техноимпортекспорт“. „Техноимпекс“ и „Техноимпортекспорт“ са външнотърговски дружества, предвидени за приватизиране, като впоследствие Нинова оглавява и приватизационния екип, отговарящ за първото дружество. На 28-годишна възраст Нинова участва с още 27 души в дружеството, приватизирало „Техноимпекс“. Петър Жотев, министър на икономиката и енергетиката при Костов, твърди, че премиерът лично му е спуснал кандидатурата на Нинова.
От септември 2005 г. до март 2007 г. Нинова е зам. министър на икономиката и енергетиката по външноикономическата политика. Тя отговаря и за държавния резерв; търговията с оръжия и офсетните споразумения, свързани с доставки на армията. Нинова става председател на Управителния съвет и на две стратегически предприятия – „Международен панаир“ Пловдив и на „Булгартабак Холдинг“ АД.
Нинова е отстранена с решение на премиера Сергей Станишев от поста на заместник-министър през май 2007 година. Заедно с нея е уволнен и колегата ѝ от кабинета – Делян Пеевски, заради скандал с изнудванe в управлявания формално от Нинова „Булгартабак Холдинг“ АД. Нинова твърди, че са я замесили в скандалите с „Топлофикация“ и „Булгартабак“, защото не е удовлетворила икономически интереси на тогавашния директор на Националното следствие Ангел Александров, близък до ДПС. Въпреки че е освободена от МС, Нинова е избрана след това във Висшия съвет на БСП и става негов говорител. Тя остава и в ръководствата на Пловдивския панаир и „Булгартабак“ до 2009 г., когато е избрана за депутат от БСП в 41-вото НС. Избрана е за народен представител и в 42-то, 43-то и 44-то НС.
На 8 май 2016 г. е избрана за председател на БСП с 395 гласа срещу 349 гласа за дотогавашния председател Михаил Миков.