Narodila se jako Elizabeth Jane Cochranová v Cochran’s Mills v Pensylvánii, 40 mil severovýchodně od Pittsburghu, přezdívalo se jí „Růžová“, protože jako dítě nosila tuto barvu. Její otec, bývalý bohatý spolupracovník justice, zemřel, když jí bylo šest. Její matka se znovu vdala o tři roky později, ale zažalovala o rozvod, když bylo Cochranovi čtrnáct. Cochranová svědčila u soudu proti svému opilému, násilnickému otčímovi. Jako teenager si změnila příjmení na Cochrane, zřejmě přidala „e“ kvůli kultivovanosti. Navštěvovala internátní školu jedno období, ale kvůli nedostatku financí toho nechala.
V roce 1880 se Cochranová s rodinou přestěhovala do Pittsburghu. Sexistický sloupek v Pittsburghském dispečinku ji přiměl napsat ohnivé vyvrácení redaktorovi, který byl tak ohromen její vážností a duchem, že ji požádal, aby se k novinám připojila. Novinářky v té době obvykle používaly pseudonymy a pro Cochrana si redaktor vybral „Nellie Bly“, což je překlep titulní postavy v populární písni „Nelly Bly“ od Stephena Fostera.
Blyová se ve své rané práci pro Dispatch zaměřila na neutěšenou situaci pracujících žen a napsala sérii investigativních článků o dělnicích v továrnách. Redakční tlak ji však tlačil na ženské stránky, aby se věnovala módě, společnosti a zahradničení, což byla obvyklá role tehdejších novinářek. Nespokojená s těmito povinnostmi převzala iniciativu a odcestovala do Mexika, kde působila jako zahraniční korespondentka.
Tehdy 21, strávila téměř půl roku reportováním o životech a zvycích mexického lidu; její depeše byly později vydány v knižní podobě jako Šest měsíců v Mexiku. V jedné zprávě protestovala proti uvěznění místního novináře za kritiku mexické vlády, tehdy diktatury pod Porfiriem Díazem. Když se mexické úřady dozvěděly o Blyově zprávě, pohrozily jí zatčením, což ji přimělo opustit zemi. Bezpečně doma odsoudila Díaze jako tyranského cara potlačujícího mexický lid a ovládajícího tisk.
Znovu zatížena divadelním a uměleckým zpravodajstvím odešla Blyová v roce 1887 z Pittsburghského dispečinku do New Yorku. Bez peněz se po čtyřech měsících dostala do redakce deníku Josepha Pulitzera New York World a přijala tajný úkol, kvůli kterému souhlasila, že bude předstírat šílenství, aby prošetřila zprávy o brutalitě a zanedbávání v ženském blázinci na Blackwellově ostrově.
Po noci, kdy si před zrcadlem nacvičovala nepříčetné výrazy, se ubytovala v penzionu dělnické třídy. Odmítla jít spát a řekla ubytovaným, že se jich bojí a že vypadají jako blázni. Brzy usoudili, že je blázen, a druhý den ráno přivolali policii. Odvedli ji do soudní síně a předstírala, že má amnézii. Soudce dospěl k závěru, že byla zdrogovaná.
Poté byla vyšetřena několika lékaři, kteří všichni prohlásili, že je šílená. „Pozitivně dementní,“ řekl jeden, „považuji to za beznadějný případ. Potřebuje být umístěna tam, kde se o ni někdo postará.“ Šéf šíleného pavilonu v nemocnici Bellevue prohlásil, že je „nepochybně šílená“. Případ „pěkně šílené dívky“ přilákal pozornost médií: „Kdo je ta šílená dívka?“ zeptal se New York Sun. The New York Times napsal o „záhadné opuštěné“ s „divokým, štvaným pohledem v očích“ a jejím zoufalém výkřiku: „Nemůžu si vzpomenout, nemůžu si vzpomenout.“
Blyová, oddaná ústavu, zažila jeho podmínky na vlastní kůži. Jídlo – kašovitý vývar, zkažené maso, chléb, který byl jen o málo víc než sušené těsto – považovala za nepoživatelné. Vězni byli nuceni většinu dne sedět na tvrdých lavicích s chabou ochranou před chladem. Vana byla studená a na hlavu jim nalili kbelíky s vodou. Sestry byly hrubé a sprosté, říkaly pacientům, aby zmlkli, a pokud to neudělali, bily je. Blyová mluvila se svými spolubydlícími a byla přesvědčená, že někteří jsou stejně příčetní jako ona. O vlivu svých zážitků napsala:
„Co by, vyjma mučení, způsobilo šílenství rychleji než tato léčba? Tady je třída žen, poslaných na léčení. Chtěla bych, aby odborní lékaři, kteří mě odsuzují za můj čin, který prokázal jejich schopnost, vzali naprosto příčetnou a zdravou ženu, umlčeli ji a donutili ji sedět od šesti do osmi večer na lavicích s rovnými zády, nedovolili jí v těchto hodinách mluvit ani se hýbat, nedali jí žádné čtení a nedali jí vědět nic o světě ani o jeho konání, dali jí špatné jídlo a tvrdé zacházení a viděli, jak dlouho bude trvat, než se zblázní. Dva měsíce by z ní udělaly psychickou i fyzickou trosku.“
Po deseti dnech byla Blyová na příkaz The World propuštěna z léčebny. Její zpráva, později vydaná v knižní podobě jako Deset dní v blázinci, způsobila senzaci a přinesla jí trvalou slávu. Zatímco rozpačití lékaři a personál zápolili s vysvětlením, jak bylo tolik profesionálů oklamáno, velká porota zahájila vlastní vyšetřování podmínek v léčebně a vyzvala Blyovou, aby jí pomohla. Zpráva poroty doporučila změny, které navrhla, a její požadavek na navýšení prostředků na péči o duševně nemocné si vyžádal navýšení rozpočtu Oddělení veřejných charit a náprav o 850 tisíc dolarů.
Nellie Blyová se v roce 1894 provdala za milionáře Roberta Seamana, který byl v 72 letech o 42 let starší než ona. Odešla z žurnalistiky a stala se prezidentkou společnosti Iron Clad Manufacturing Co., která vyráběla ocelové nádoby, jako jsou plechovky od mléka a kotle. V roce 1904 vynalezla a patentovala [Jak odkazovat a odkazovat na shrnutí nebo text] ocelový barel, který byl modelem pro 55-galonový barel od oleje, který se stále široce používá ve Spojených státech. Toho roku jí zemřel manžel. Nějakou dobu byla jednou z předních průmyslnic ve Spojených státech, ale špatné řízení ji donutilo k bankrotu. Donucena vrátit se do zpravodajství, psala o takových událostech, jako je volební konvence žen v roce 1913, a reportáže o východní frontě Evropy během první světové války.
Hrob Nellie Blyové na hřbitově ve Woodlawnu
V roce 1916 dostal Nellie chlapečka, jehož matka požádala Nellie, aby se o něj starala a dohlédla na to, aby se stal adoptovaným. Dítě bylo nemanželské a bylo obtížné ho umístit, protože byl napůl Japonec. Strávil dalších šest let v sirotčinci provozovaném církví pro všechny národy [objasnit]
Když Nellie ke konci života onemocněla, požádala svou neteř Beatrice Brownovou, aby se postarala o chlapce a několik dalších dětí, o které se začala zajímat. Její zájem o sirotčince mohl být součástí jejího pokračujícího úsilí o zlepšení tehdejších společenských organizací.
Zemřela na zápal plic v nemocnici sv. Marka v New Yorku v roce 1922 ve věku 57 let a byla pohřbena ve skromném hrobě na hřbitově Woodlawn v Bronxu.