Nadejda Alliluyeva 9 (22) sentyabr 1901-ci ildə Bakıda, inqilabçı Sergey Alliluyevin ailəsində anadan olub. Ailəyə Bakıda yaşamaq qadağan ediləndə Alliluyevlər Sankt-Peterburqa köçüblər.
Stalin Alliluyevlər ailəsini hələ 1890-cı illərin sonlarından tanıyırdı. Ailə rəvayətinə görə, Stalin 1903-cü ildə Bakıda dəniz kənarından suya yıxılan Nadejdanı xilas edib. Onlar yalnız 1917-ci ilin martında - Stalin Sibir sürgünündən qayıdanda yenidən görüşürlər. 17 yaşlı Nadejda və 41 yaşlı Stalin 1918-ci ildə evləniblər. Onlar 14 il birgə yaşayıblar və iki övlad dünyaya gətiriblər. [http://hrono.ru/biograf/bio_a/alliluevans.php]
Nadejda Leninin katibliyində çalışıb, “Revolyutsiya i kultura” və “Pravda” qəzetləri ilə əməkdaşlıq edib. 1929-cu ildə Rusiyanın Sənaye Akademiyasının toxuculuq sənayesi fakültəsində Nikita Xruşovla birlikdə təhsil alıb. Xruşovu Stalinlə məhz Nadejda tanış edib.
Sovet dövlətində baş verən hadisələr və şəxsi həyatındakı problemlərə görə Nadejda Alliluyevanın səhhətində ciddi problemlər yaranıb. O, bir müddət Almaniyanın Düsseldorf şəhərində müalicə olunsa da, xəstəlik davam edib. [SSRİ-nin birinci xanımı olan bakılı qızın intiharı. Hürriyyət.- 2019.- 7-8 noyabr. S.14.]
Şahidlərin sözlərinə görə, 7 noyabr 1932-ci ildə - paraddan sonra inqilabçı Voroşilovun mənzilində təşkil olunan ziyafətdə Stalinlə Nadejdanın arasında növbəti dəfə mübahisə baş verib. 8-dən 9-na keçən gecə isə Nadejdanın ölüm xəbəri gəlib.
Onun qəfil ölümü bir çox versiyanın, o cümlədən onun Stalin tərəfindən öldürülməsi haqda şayiənin yaranmasına səbəb olub. Əsas versiyaya görə isə 31 yaşlı Alliluyeva tapançadan ürəyinə atəş açaraq intihar edib. Stalinin qızı Svetlana yazdığı kitabda anasının Stalin tərəfindən qətlə yetirilməsi versiyasını atasının intihardan sonrakı davranışı, həm də qadının onun üçün məktub yazıb qoyması faktları ilə təkzib edib. Svetlana yazırdı: “İlk günlər o, sarsıntıda idi. Dedi ki, daha yaşamaq istəmir… vida mərasiminə gəlib tabuta yanaşarkən, birdən onu özündən itələyib və geri çevrilərək çıxıb gedib. Daha sonra heç dəfnə də gəlməyib”. [Аллилуева С. Двадцать писем к другу. -1967]
Nadejda Alliluyeva Moskvanın Novodeviçye qəbiristanlığında dəfn edilib. Rəsmi versiyaya görə, Stalin heç vaxt onun məzarını ziyarət etməyib. Lakin Stalinin təhlükəsizlik işçisi Rıbin iddia edirdi ki, o, gecələr qəbiristanlığa gələrək, abidənin qarşısındakı mərmər skamyada uzun müddət səssizcə otururdu. [http://hrono.ru/biograf/bio_a/alliluevans.php#4]