Никола Уолкер начала посещать актёрский класс в 12 лет, чтоб научиться говорить с мальчуганами. Позднее, учась в Кэмбридже, в женском институте Нью-Холл, Уолкер была членом любительского театрального клуба Footlights. После окончания Кэмбриджа ей предложили место в Царской академии драматического искусства. Тогда же она начала играть 1-ые роли в театре, в том числе на Эдинбургском фестивале.
Свои 1-ые роли на телеэкране, появившись в качестве актрисы второго плана и приглашённой актрисы в нескольких фаворитных телесериалах. В 1997 году она сыграла главную роль детектива Сюзан Тэйлор в телесериале телеканала ITV «Прикасаясь ко злу». Сериал был продлён на 2-ой и 3-ий сезоны. В 1999 году она начала съемки в постапокалиптическом телесериале «Последний поезд».
В 2003 году создатели телесериала «Призраки» начала находить актрису на смену Дженни Эгаттер, которая покидала сериал после первого сезона. Героиня Руфь Эвершед была написана специально для Николы Уолкер. В 5-ом сезоне она покинула съемки в связи с беременностью. Она возвратилась в 2009 году и оставалась в главном составе телесериала до его окончания в 2011 году.
С 2012 года Уолкер снимается в драме телеканала BBC «Последнее танго в Халифаксе» совместно с Дереком Джекоби и Сарой Ланкашир. Сериал выиграл телевизионную премию BAFTA, а Уолкер проиграла свою номинацию сотруднике по телесериалу Саре Ланкашир.
В 2013 году Уолкер выиграла премию Лоуренса Оливье за выполнение роли Джуди, мамы Кристофера Буна, в пьесе «Таинственное ночное убийство собаки». С 2014 года она играет роль Беатрисы в пьесе Артура Миллера «Вид с моста» в театре Янг-Вик.