Nadia Hilker stand für zahlreiche nationale und internationale Magazine und Modefirmen vor der Kamera und drehte Werbespots unter anderem für Clearasil und C&A. Durch das Modeln kam sie schließlich zur Schauspielerei. In dem ARD-Spielfilm Zimmer mit Tante spielte sie die weibliche Hauptrolle. Darauf folgten zahlreiche Serienauftritte und weitere Rollen in Fernsehspielfilmen wie Rosamunde PilchersDie andere Frau mit Rupert Everett und Natalia Wörner.
Ein Kurzfilm, in dem Hilker mitspielte, war In der Galerie von Kai Sitter. Das Projekt wurde im August 2013 in München realisiert. Das Hauptaugenmerk des Films liegt auf den Beziehungen zwischen fünf unterschiedlichen Figuren, auf ihren Begegnungen in einem geschlossenen Raum und der Interaktion miteinander. In diesem Film teilte sie die Hauptrolle mit dem Schauspieler und Produzenten Seren Sahin.[1] Der Film feierte seine Filmpremiere im Mai 2014 in Berlin im Kino Moviemento und Kino Babylon.[2]In der Galerie hat in türkischen Kinozeitschriften und Zeitungen positive Resonanz bekommen.[3]
2014 übernahm sie die weibliche Hauptrolle im Kinofilm Spring.
Von 2016 bis 2017 konnte Hilker in sieben Folgen der Science-Fiction-Fernsehserie The 100 erste Schritte in Hollywood machen. Anschließend wurde sie vom US-amerikanischen KabelsenderAMC im Frühjahr 2018 für die Rolle der Magna, einer wiederkehrenden Nebenfigur in der Erfolgsserie The Walking Dead, unter Vertrag genommen.[4]