Nubia nació en 1940 en la ciudad de Cali, en una familia de cinco hijos, de los cuales era la menor. Cuando era una niña de seis años, su padre que trabajaba en labores agrícolas, se infectó de difteria y murió. Pese a que para ese entonces la penicilina había llegado a Colombia, el padre de Nubia no recibió un tratamiento adecuado, lo que ella recuerda como una tragedia que pudo prevenirse . Tras la muerte del padre la situación económica de la familia se volvió insostenible y la madre se vio en la obligación de dejar el hogar para trabajar como empleada doméstica. Nubia era cuidada por sus hermanos mayores, que tuvieron que empezar a trabajar tan pronto terminaron la secundaria.
Al terminar el colegio, Nubia decidió inscribirse para el examen de admisión de la Universidad del Valle y logró pasar a la carrera de Medicina. Fue la mejor estudiante de su cohorte, razón por la cual cada semestre era eximida del pago de la matrícula. Una vez graduada, Nubia se decantó por la investigación científica y no por la clínica, lo que la llevó a trabajar con su mentor, el profesor Pelayo Correa, que ya estudiaba el cáncer. Para Nubia, la producción de conocimiento debía estar orientada hacia el bienestar de la población, por eso decidió que quería dedicarse a investigar sobre patología.
Realizó la especialización médica en patología en la Universidad del Valle y luego obtuvo una beca de la Agencia Internacional de Investigación sobre el Cáncer para estudiar una maestría en Salud Pública en la Universidad de Johns Hopkins . Tan pronto terminó se trasladó a Lyon donde la Agencia tenía una sede y empezó a investigar sobre el cáncer.Donde desarrolló toda su trayectoria académica. En 2008 fue nominada al Premio Nobel de Medicina por haber descubierto la causa del cáncer de cuello uterino: el virus del papiloma humano. Gracias a sus estudios se pudieron fabricar las vacunas contra este virus, previniendo masivamente la muerte de mujeres, especialmente en países pobres donde las pruebas de detección del cáncer son inasequibles para la mayoría de la población. Sumado a esto, sus investigaciones han contribuido al conocimiento médico sobre el cáncer de hígado y de estómago.