17 Ekim 1976'da Ankara'da dünyaya geldi. Müzisyen Suavi Karaibrahimgil'in kızı olan Nil, 12 yaşında "I see clouds rain is coming..." (Türkçe: Bulutları görüyorum, yağmur geliyor...) adlı ilk bestesini yaptı. Ortaokulda piyano; biraz daha büyüyünce caz gitarı çalmaya başladı. 12 yaşından itibaren okuldan arta kalan zamanlarında Serdar Erener'e ait Reklamevi adlı reklam ajansında metin yazarı olarak çalışmaya başladı. 2000 yılında Boğaziçi Üniversitesi Siyaset Bilimi ve Uluslararası İlişkiler Bölümü'nden mezun olduktan sonra reklam sektöründe çalışmaya devam etti. Hüner Margarin ve First Duo reklamları ile sektörün oskar ödülleri olarak kabul edilen Kristal Elma Ödüllerine layık görüldü. Başta Bellona, Trendy&Friendly Algida ürünleri olmak üzere bir çok ürünün reklam müziklerini yaptı. Nil Karaibrahimgil için asıl dönüm noktası Hazırkart reklamlarından sonra başladı. Reklamda bir anda tüm Türkiye'nin diline dolanan "Ben Özgürüm" adlı parçayı seslendiren Nil, insanlar tarafından "Özgür Kız"' olarak tanındı. Reklamın daha sonraki bölümlerinde Nil'e pop müziğin başarılı isimlerinden biri olan Tarkan eşlik etmiştir.
2002'de Ozan Çolakoğlu ile biraraya gelen Nil Karaibrahimgil, Sony Müzik firmasından Nil Dünyası adlı ilk albümünü çıkardı. Albümünn ilk klip parçası "XL" ve daha sonra "Rüzgar" ve "Kek" adlı farklı tarzdaki parçalarla pop müzikte dikkat çekmeyi başardı. 2004 yılında çıkardığı 2. albümü Nil FM'deki tüm şarkı söz ve müzikleri kendisine aittir. Albümün çıkış ve klip parçası "Gitme Yoksa" hit olmuştur. Nil, 2006 yılında çıkardığı Tek Taşımı Kendim Aldım'ın çıkış şarkısı "Pırlanta" ile dikkatleri üzerine çekerek; günlerce medyada bayanların tektaşlarını nasıl elde etmeleri gerektiğinin tartışılmasına neden oldu. MTV Avrupa Müzik Ödülleri 2007 de en iyi Türk sanatçı dalında aday oldu. Ayrıca sanatçı Hürriyet gazetesinin "Kelebek" ekinde köşe yazarlığı yapmaktadır. Penti çorap reklamında da oynamıştır. Ayrıca, Yalan Dünya dizisinin jenerik müziğini yapmış ve 1. sezon finaline konuk olmuştur.
26 Ocak 2009 tarihinde dördüncü albümü "Nil Kıyısında" piyasaya sürüldü. Albümün çıkış parçası olan "Seviyorum Sevmiyorum" Türkiye müzik listelerinde altı hafta bir numarada kaldı. Şarkı yalnızca Türkiye'de değil, aynı zamanda Balkan ülkelerinde de popüler oldu ve Balkanika TV'de gösterime girmeyi başardı.
2009 yılında büyük ozan Neşet Ertaş'ı tanımadığı yönünde haberler çıkmış, konunun medyada yer almasıyla Neşet Ertaş'ın kendi sayesinde tanındığını söylediği haberleri yer almıştır. Karaibrahimgil, olayın bir yanlış anlaşılmadan ibaret olduğunu belirtip, Neşet Ertaş sevenlerden özür dilemiştir.
21 Ocak 2010 tarihinde Sertab Erener'in kardeşi Serdar Erener ile Nil Nehri kıyısında yapılan düğünle evlenmiştir.
Şubat 2011'de köşe yazılarından oluşan İçimi Açsan Nar, Ama Yerim Dar adlı kitabı yayınlanmıştır.
Diskografi
Nil Dünyası
Nil FM
Tek Taşımı Kendim Aldım
Nil Kıyısında
Hakkında Her Şeyi Duymak İstiyorum
Ben Buraya Çıplak Geldim