Nata nel 1929 a Casapulla, in provincia di Caserta, da Giovanni Orsomando e Marianna Natale[2], si trasferì da piccola a Mazzarino, in Sicilia e poi a Lavello, in Basilicata, città nella quale il padre Giovanni, noto compositore, diresse la banda sinfonica;[3] successivamente la famiglia si trasferì a Littoria (l'attuale Latina) e infine, nel 1937, a Roma. Apparve per la prima volta nelle case dei pochissimi italiani che possedevano un apparecchio televisivo il 22 ottobre 1953, quando le trasmissioni televisive in Italia erano ancora sperimentali, per fare il suo primo storico annuncio, in cui presentò una trasmissione per ragazzi, un documentario sull'Enciclopedia Britannica, divenendo così la prima signorina buonasera attiva dagli studi Rai di Roma.[4]
Nonostante non sia stata né la prima annunciatrice della TV italiana (la prima in assoluto fu infatti Lidia Pasqualini, assunta dall'EIAR nel 1939, all'epoca delle primissime trasmissioni sperimentali della televisione in Italia, allora chiamata radiovisione, poi interrotte a causa della seconda guerra mondiale e riprese solo dieci anni dopo, attiva dagli studi di Torino), né quella che annunciò l'avvio delle trasmissioni televisive regolari della Rai avvenuto il 3 gennaio 1954 (tale annuncio fu fatto dalla collega Fulvia Colombo, attiva dagli studi di Milano), Nicoletta Orsomando è stata sempre considerata l'annunciatrice Rai per antonomasia, la classica signorina buonasera. Il volto sereno, la dizione perfetta, i modi gentili ed educati e il suo aspetto familiare e rassicurante contribuirono a farle conquistare l'affetto e la simpatia dei telespettatori italiani. Si ritirò dal piccolo schermo il 28 dicembre 1993, completando una carriera da annunciatrice televisiva durata oltre quarant'anni (nessun'altra signorina buonasera della Rai è rimasta in carica tanti anni quanto lei).
«Sul sorriso delle annunciatrici mi pare che sia stato detto un pochino troppo e spesso non a proposito. È stato detto che sorridono un po' troppo... Cosa volete: siamo contente!»
(Nicoletta Orsomando)
Nel corso della sua quarantennale carriera, la Orsomando ebbe anche alcune esperienze come conduttrice: nel 1956 presentò Cineselezione, una delle prime rubriche di cinema della televisione italiana, e affiancò Angelo Lombardi nella conduzione de L'amico degli animali; nel 1957 presentò il Festival di Sanremo accanto a Nunzio Filogamo, Fiorella Mari e Marisa Allasio. Nel 1965 inaugurò assieme a Jader Jacobelli lo storico notiziario Oggi al parlamento, mentre nel 1966 condusse un'altra importante kermesse musicale: Un disco per l'estate. Nel 1976 condusse, dagli studi Rai di Torino, le rubriche Cani, gatti & C. e Piante, fiori eccetera eccetera, con la relativa partecipazione degli esperti Lino Penati ed Elena Accati. Nel 1990 sostituì per un breve lasso di tempo la collega annunciatrice Paola Perissi alla conduzione della storica rubrica preserale di Rai 1 Almanacco del giorno dopo, in onda subito prima del TG1 delle 20:00.
Nel 1955 Nicoletta Orsomando partecipò, nel ruolo di sé stessa, anche al film comico Piccola posta, per la regia di Steno, che vedeva come protagonisti Alberto Sordi e Franca Valeri. Apparve inoltre nel film del 1956 Totò lascia o raddoppia? di Camillo Mastrocinque, in una brevissima sequenza in cui aggiorna gli spettatori sulla sparizione del personaggio interpretato da Totò. Nel 1992 apparve, sempre nei panni di sé stessa, intenta ad annunciare Fantastico, nel film Parenti serpenti di Mario Monicelli. Nel 1980-1981, presentò sulla fascia pomeridiana della Rete 2 la trasmissione Il pomeriggio. Il 1º gennaio 1981 presentò, dal teatro di Montecatini Terme, sotto il patrocinio dell'ONU, lo spettacolo di beneficenza Diamo ali alla speranza, trasmesso dalla Rete 1. Nel 1982, presentò Nati per la danza sulla Rete 3. Nel 1999 partecipò al programma televisivo di intrattenimento di Rai 1Su e giù, condotto da Gaia De Laurentiis.
Nel 2010 prese parte al varietà di Rai 1 Insegnami a sognare, condotto da Pino Insegno. Nei primi mesi del 2011 prese parte a Domenica in nel segmento Domenica in... Onda, condotto da Lorella Cuccarini. Apparve poi nel programma Hotel Patria, condotto da Mario Calabresi e in onda su Rai 3 nel giugno del 2011: in questa trasmissione la Orsomando leggeva lettere, scritte negli anni da persone famose o comuni, che contribuivano a capire l'Italia. Nella stagione 2011-2012 partecipò come giurata a La prova del cuoco, programma storico di Antonella Clerici, affiancata nello stesso ruolo da altre due storiche ex annunciatrici Rai: Mariolina Cannuli e Rosanna Vaudetti. Nel 2013 partecipò anche alla trasmissione Raiboh, condotta da Francesco Facchinetti in seconda serata su Rai 2. La Orsomando collaborò inoltre al mensile 50&Più, con una rubrica in cui rispondeva alle lettere dei lettori della rivista. Nel 2014 fu ospite nella trasmissione di Rai 2 Il Musichione del gruppo Elio e le Storie Tese. Nel 2016 prese parte, insieme con la collega Rosanna Vaudetti, al varietà di Rai 1 Dieci cose.
Nel 1957 sposò il giornalista Roberto Rollino; dalla loro unione nacque Federica. Dopo sei anni i due si separarono, per poi divorziare negli anni settanta.