Nancy de la Sierra es licenciada en Comunicación egresada de la Universidad Iberoamericana, tiene estudios de maestría en Ciencias de la Familia. Ejerció su profesión en medios de comunicación y como responsable de relaciones públicas, así mismo ejerció la docencia en su misma área de especialidad.
Como miembro del Partido Revolucionario Institucional, de 1999 a 2004 fue directora del Instituto para la Asistencia Pública de Puebla. En 2005 fue postulada y electa diputada a la LVI Legislatura del Congreso del Estado de Puebla por el Distrito 6 del estado, concluyendo su periodo en 2008. En dicho cargo fue vicepresidenta de la Mesa Directiva y presidenta de la Comisión Permanente, así como presidenta de la comisión de Equidad y Género.
En 2013 ocupó el cargo de coordinadora del Programa de Combate a la Pobreza Prospera de la Secretaría de Desarrollo Social en el estado de Puebla; renunció a este cargo en 2015 para ser postulada candidata del PRI a diputada federal por el Distrito 3 de Puebla; sin embargo, no logró obtener el triunfo, que correspondió al candidato del PAN, Juan Pablo Piña Kurczyn. Posteriormente a este hecho, en una entrevista televisiva manifestó «odiar» a los habitantes de la ciudad de Teziutlán —de la que es oriunda y que es cabecera del distrito electoral por el que buscó ser diputada— hecho que le valió el rechazo de sectores y el apodo de #LadyTeziutlán.[1]
En 2017 asumió el cargo el presidenta del DIF en San Pedro Cholula como parte de la administración encabezada como presidente municipal por su esposo, José Juan Espinosa Torres.
Renunció a su militancia en el PRI en 2017,[2] y en 2018 fue postulada candidata al Senado en segunda fórmula por la coalición Juntos Haremos Historia; electa junto con su compañero de primera fórmula, Alejandro Armenta Mier, ejercerá la senaduría en las Legislaturas LXIV y LXV, que concluirán en 2024. En ellas es secretaria de la Mesa Directiva y de la comisión de Relaciones Exteriores; así mismo es miembro de la comisión de Estudios Legislativos, Segunda; de la Medalla Belisario Domínguez; de Puntos Constitucionales; y de Radio, Televisión y Cinematografía.
El 25 de febrero de 2019 solicitó licencia al cargo para buscar la candidatura de Morena en las elecciones extraordinarias a gobernador de ese año,[3][4] a consecuencia de la muerte de la gobernadora Martha Érika Alonso. Al no lograr esta candidatura, que correspondió a Miguel Barbosa Huerta, retornó al cargo de senadora el 19 de marzo del mismo año.[5] Tras formar parte del Grupo Plural, el 3 de octubre de 2023, se integra a la bancada del PRI en el Senado.