Точная дата рождения Нелл Гвин неизвестна, однако предполагают, что девочка появилась на свет в феврале 1650 года. Родилась она либо в Херефорде, либо в Лондоне. Отцом Нелл и её сестры Роуз предположительно был капитан Томас Гвин, окончивший свои дни в долговой тюрьме в Оксфорде. Мать Нелл, известная как Мадам Гвин вместе с дочерьми жила в Лондоне, где содержала дом увеселений, тем самым зарабатывая на пропитание. Девочки прислуживали в этом заведении, подавая гостям крепкие напитки. Помимо этого Нелл продавала на улице рыбу, овощи и устрицы, прислуживала в домах в качестве горничной и выметала золу.
В подростковом возрасте Гвин приметил некий мужчина по имени Дункан, он снял для девушки жилье и нашёл ей работу — продавать апельсины в Королевском театре, ныне известном как «Друри-Лейн». В этот период, известный как Реставрация Стюартов, театрам вновь было разрешено открыть свои двери (до воцарения Карла II они были закрыты по приказу Оливера Кромвеля). Более того, с приходом Карла II к власти женщинам впервые позволили появляться на сцене вместе с актёрами-мужчинами.
Очаровательная и озорная Нелл так полюбилась посетителям театра и его руководителям, что вскоре ей предложили попробовать себя в качестве актрисы (не помешало даже то, что девушка толком не умела ни читать, ни писать). Нелл обладала удивительным комическим талантом, а также необыкновенной красотой: у неё были ярко-каштановые с рыжиной волосы, светло-карие глаза, правильные черты лица и тонкие лодыжки. На сцене юная Гвин блистала: специально для неё писали роли, в дни её выступлений места в театре раскупались моментально. Одним из покровителей Нелл на тот момент был актёр Королевского театра Чарльз Харт.
Известной актрисой Гвин стала уже к 1665 году. Автор знаменитых записок о повседневной жизни Лондона и его обитателей, чиновник Сэмюэл Пипс сделал в своём дневнике запись от 3 апреля 1665 года, согласно которой на спектакле в Королевском театре в тот день присутствовали король Карл с фавориткой Барбарой Вильрес, графиней Кастлмен, а в представлении участвовала Нелл Гвин, которую Пипс называет «красивой и остроумной» (pretty and witty).
В 1667 году новым покровителем молодой актрисы становится Чарльз Сэквилл, английский придворный и поэт. По слухам, Сэквилл желал найти для короля новую возлюбленную, так как Барбара Вильрес, известная своим вспыльчивым и взрывным нравом, к тому моменту уже порядком надоела Карлу II. Личная встреча Нелл и короля случилась годом позже: они сидели в соседних ложах в театре Линкольнc-Инн-Филдс, где Карл и обратил внимание на молодую протеже Сэквилла. Король пригласил Гвин отужинать с ним и его братом Яковом (будущим королём Яковом II и VII). По окончании трапезы выяснилось, что ни король, ни его брат не имели при себе денег, чтобы заплатить за ужин, и Нелл пришлось рассчитаться с хозяином заведения из своих средств. Тем не менее именно этот эпизод положил начало их роману.
Карл II, получивший в народе прозвище «весёлый король», славился своей любвеобильностью и распущенным нравом. Вероятно, по этой причине связь с девушкой низкого происхождения, знаменитой актрисой, тоже известной своей любовью к праздному беспечному времяпрепровождению, оказалась вполне себе в духе монарха. В отличие от прочих фавориток, коих у Карла за годы было более десятка, Нелл совершенно не интересовалась политикой и не пыталась «прыгнуть выше головы», требуя для себя титулов и званий. Практически единовременно с появлением в его жизни Нелл на горизонте возникла и другая дама, француженка Луиза Керуаль. В отличие от Гвин, которую в народе обожали за лёгкий нрав, отменное чувство юмора и всяческое отсутствие снобизма, Керуаль презирали: иностранка, которую французский король направил в Англию с целью добиться расположения короля, надменная гордячка, жадная до власти манипуляторша была крайне непопулярна как при дворе, так и в глазах широкой публики.
Эти совершенно непохожие друг на друга женщины сражались за внимание короля, подкалывая друг друга, придумывая обидные прозвища и всячески соперничая за звание «главной» фаворитки. Тем не менее официальные приличия всё же были соблюдены: несмотря на холодную войну, женщин периодически видели вместе за чаем или игрой в карты. Разница в отношении к фавориткам в народе, впрочем, была очевидна. Когда Нелл однажды проезжала в своей карете, на неё напала разъярённая толпа, полагавшая, что внутри находится Луиза Керуаль. Гвин выглянула из окна, дабы убедить нападавших, что это вовсе не так. Увидев, что в карете на самом деле всеми любимая Нелл, толпа отступила, а женщина в шутку бросила фразу «прошу, будьте спокойны, я протестантская распутница!», подразумевая, что Керуаль — распутница-католичка.
В 1670 году у Нелл родился сын, которого в честь отца назвали Чарльзом. Гвин продолжила играть в театре и после рождения ребёнка, что было достаточно редким и уникальным явлением для королевской фаворитки. Её последний сезон состоялся в 1671 году, после чего к актёрской деятельности она не возвращалась, предпочтя уйти на пике славы. Кроме того, она вновь была беременна. В конце 1671-го на свет появился второй сын от короля — Джеймс.
Нелл обосновалась в особняке, подаренном ей Карлом, доме № 79 по улице Пэлл-Мэлл. Там она устраивала приёмы и званые обеды, где её друзья и именитые гости проводили время за карточной игрой и танцами. Своей жизнью Гвин была совершенно довольна и не настаивала на особенных привилегиях от короля, однако вопрос обеспечения достойного будущего для детей её заботил. В 1676 году Карл по просьбе женщины пожаловал Чарльзу титулы барона Хеддингтона и графа Бёрфорда. Предполагалось, что эти же регалии в своё время получит и Джеймс. Тем не менее в возрасте 6 лет мальчика отправили учиться во Францию, а в 1681 году он скончался по не вполне понятным причинам (упоминается только его больная нога).
Карл подарил Нелл и их сыну Чарльзу ещё один дом, расположенный вблизи от Виндзорского замка, королевской резиденции. Там любимица монарха проживала, когда сам государь присутствовал в Виндзоре. Помимо этого, во владении Гвин находилась летняя резиденция в Лондоне, где она развлекала Карла домашними театральными представлениями и совместными трапезами. Нелл была большой ценительницей всего прекрасного, собирала картины и предметы искусства, тратила огромные средства на одежду, деликатесы и мебель. Одним из самых экстравагантных предметов мебели была её кровать, раму которой изготовили из чистого серебра. Изголовье ложа украшали фигуры самого Карла, орлов, корон и херувимов, для которых, предположительно, позировал её сын.
Траты женщины были огромны, как и её долги. На смертном одре Карл II взял слово с брата Якова позаботиться о его любимой Нелл и не дать ей «голодать». Тот просьбу исполнил и заплатил по всем счетам фаворитки. Карл скончался 6 февраля 1685 года, Нелл пережила его ненадолго и умерла 14 ноября 1687-го в возрасте 37 лет. Своё состояние она практически целиком завещала единственному выжившему сыну Чарльзу, однако определённую сумму выделила на помощь бедным и на выплату долгов тех, кто за невозможностью расплатиться по счетам попал за решётку (вероятно, реверанс в сторону её отца, скончавшегося в долговой тюрьме). Похороны прошли в церкви Святого Мартина 17 ноября 1687 года: проститься со знаменитой «блудницей», как называла сама себя Нелл, пришло множество людей. История Гвин, хотя и несколько романтизированная, представляет собой классическую сказку «из грязи в князи»: бедная красавица совсем не благородных кровей, которая обретает своего «принца», окружающего её любовью и роскошью. И если бы книжная Золушка проживала в Англии 17-го века, то родилась бы она наверняка в обличие рыжеволосой бестии Нелл Гвин.