وی از دوران دبستان بازی در گروه‌های کوچک تئاتری را آغاز کرد. نخستین نقش سینمایی‌اش را در سال ۱۳۶۸ در فیلم وسوسه به کارگردانی جمشید حیدری بازی کرد.
نخستین حضور جدی او در فیلم عروس به کارگردانی بهروز افخمی در سال ۱۳۶۹ است. او و ابوالفضل پورعرب را اولین ستارگان سینمای ایران پس از انقلاب می‌دانند.
پس از آن، کریمی در دو فیلم مهم از داریوش مهرجویی به نام‌های سارا و پری بازی کرد. بازی در فیلم سارا برایش جایزه بهترین بازیگر زن جشنواره‌های سن سباستین و نانت را به ارمغان آورد.
پس از بازی در چند فیلم از کارگردانانی چون ابراهیم حاتمی‌کیا، بهروز افخمی و داریوش فرهنگ در سال ۱۳۷۷ در فیلم دو زن به کارگردانی تهمینه میلانی بازی کرد.
نیکی کریمی در سال ۱۳۸۰ فیلم کوتاه مستندی با مضمون نازایی با عنوان داشتن یا نداشتن ساخت که برنده جایزه باران شد و در سال ۱۳۸۳ اولین فیلم بلندش به نام یک شب را کارگردانی کرد.
در سال ۱۳۸۱ در دو فیلم دیوانه‌ای از قفس پرید به کارگردانی احمدرضا معتمدی و واکنش پنجم به کارگردانی تهمینه میلانی بازی کرد که به خاطر بازی در این دو فیلم جایزه سیمرغ بلورین جشنواره فجر را گرفت.
