Nonna Grischajewa stand im Alter von 5 Jahren erstmals vor der Kamera - im Film „Fotografien an der Wand“. Ihre erste Hauptrolle spielte sie mit 10 Jahren am Odessaer Operettentheater. Sie lernte an der Odessaer Ballettschule und an einer Musikschule in der Klavierklasse. 1994 schloss sie die Höhere Theaterschule namens B. W. Schtschukin ab (Kurs von V.V. Ivanov). Damals erhielt sie Arbeitsangebote von drei Moskauer Theatern gleichzeitig - „Lenkom“, „Satyrikon“ und dem Wachtangow-Theater. Seit 1994 arbeitete Grischajewa in der Truppe des Wachtangow-Theaters. Nach dem Ausscheiden aus dem Theater spielt sie in Aufführungen des Theaterkinos und des Theaters „Quartett I“. Sie arbeitete als DJ beim Radiosender „Silberner Regen“. 1996 spielte sie im Film „Der erste Schlag“ mit Jackie Chan. Ende der 1990er - Anfang der 2000er Jahre nahm sie an der humoristischen Sendung von Wassili Antonow und Alexander Tolokonnikow „Bis“ teil. 2004 erhielt Grischajewa erstmals die Hauptrolle im Stück „Mademoiselle Nitouche“. Im selben Jahr bewarb sich die Schauspielerin um die Hauptrolle in der Sitcom „Mein schönes Kindermädchen“, lehnte die Teilnahme jedoch zugunsten von „Mademoiselle Nitouche“ ab, obwohl sie später doch als Gaststar in einer der Episoden auftrat und die Schwester der Hauptfigur spielte. Von 2005 bis 2006 hatte sie eine Nebenrolle in Tatjana Dogilewas Sitcom „Ljuba, Kinder und Fabrik“. Nach deren Absetzung erhielt sie eine Rolle in einer anderen Sitcom des Senders STS „Wer ist der Herr im Haus?“. Vom 31. Dezember 2008 bis zum 30. April 2013 spielte sie eine der Hauptrollen in der beliebten STS-Sitcom „Papas Töchter“. 2006 erhielt sie den Titel Verdiente Künstlerin Russlands.

2008 wurde Nonna Grischajewa festes Mitglied der Truppe von „Der große Unterschied“. Der Einstieg gelang durch einen Zufall. Laut Grischajewa musste sie bei einem der Konzerte zusammen mit Alexander Oleschko improvisieren, um das Publikum zu unterhalten, weil andere Künstler sich verspäteten. Die Improvisation gelang gut. Und die Schauspieler beschlossen, sich an den Produzenten von „Der große Unterschied“ Alexander Zekalo zu wenden, der Grischajewa und Oleschko ohne Zögern in die Truppe aufnahm. 2009 wurde Nonna Grischajewa zusammen mit dem Sänger und Komponisten Mark Tischman Siegerin der dritten Staffel des Musikwettbewerbs des Ersten Kanals „Zwei Sterne“. Am 3. März 2010 präsentierte sie ihr Buch „Ratschläge für Töchter“ im „Moskauer Haus des Buches“. Das Buch erlebte zwei Neuauflagen, und seine Gesamtauflage betrug 25 Tausend Exemplare. Schätzungen der Zeitschrift „RBK“ zufolge könnten Grischajewas Einnahmen aus diesem Projekt etwa 250 Tausend Rubel betragen haben. 2011 sprach sie die Hauptfigur des amerikanischen Zeichentrickfilms „Rotkäppchen gegen das Böse“. Vom 4. September 2011 bis zum 6. Januar 2012 lief ihre eigene Comedy-Show „Nonna, los!“ auf dem Ersten Kanal. Ebenfalls 2011 sang sie im Fernsehsender Doschd ihr neues Lied „Tango“. Zuvor hatte Nonna bereits ihre Lieder veröffentlicht („Wieder Nacht“, „Sommerlich“, „Fliederzweig“, „Ich falle nach oben“, „Platanenparadies“, „Comme toi“). Am 21. Juli 2012 veröffentlichte sie ihr erstes Soloalbum. Im Februar 2012 begann das Projekt „Zwei Sterne-3“, in dem Nonna Grischajewa zusammen mit Dmitri Nagijew als Moderatorin auftrat.