Longtemps, Aurélie Nemours a travaillé seule, s’aventurant de plus en plus loin dans le dépouillement de la ligne et l’intensité de la couleur. Ce n’est que tardivement que l’importance de son travail a été reconnue. Orpheline à 2 ans – son père, propriétaire d’une entreprise de broderie, est assassiné –, elle reçoit une éducation stricte, puis intègre à 9 ans l’institut religieux de La Tour, d’où elle est renvoyée en classe de seconde. Elle ne prépare pas le baccalauréat : elle veut être peintre, mais ne supporte pas l’atelier pour jeunes filles dans lequel elle est inscrite, et préfère étudier à l’École du Louvre (1929-1932). Elle reprend ensuite une formation générale (mathématiques, latin, théologie, astronomie et philosophie), qu’elle poursuivra après la guerre. En 1936, elle épouse un radiologue, Auguste Nemours. L’année suivante, elle passe d’un atelier à l’autre : ceux du graphiste Paul Colin, d’André Lhote, de Fernand Léger. Parallèlement, elle étudie le modèle vivant à l’académie Colarossi. Elle expose pour la première fois au Salon d’automne en 1944, puis au 60^e Salon de l’Union des femmes peintres et sculpteurs, au Salon de la Société des artistes indépendants et au Salon d’art sacré. En 1949, alors qu’elle participe au Salon des réalités nouvelles – elle le fera jusqu’en 1992 –, son travail géométrique et abstrait est remarqué par Auguste Herbin ; la même année, elle rencontre la libraire Adrienne Monnier, qui publie au Mercure de France ses premiers poèmes. En 1950 paraît son premier recueil poétique, Midi la lune, accompagné de deux bois gravés. Elle débute une série de pastels qu’elle nommera plus tard Les Demeures, où dominent le noir et le blanc. En 1951, elle décide que sa formation est terminée. Sa première exposition personnelle a lieu chez Colette Allendy ; auteur de la préface du catalogue, Michel Seuphor lui fait découvrir le travail de Mondrian. C’est à ce moment-là qu’elle délaisse l’utilisation de la diagonale dans ses œuvres. Peu à peu, de renoncement en renoncement, elle en arrivera à peindre des monochromes.

À la suite d’un voyage à Haïti (1953-1954), elle commence à rédiger Haïti ô Erzulie (1975), livre dédié à la déesse de la mer et aux femmes d’Haïti, et illustré de ses photographies. En 1957, elle adhère au groupe Espace, fondé par Félix Del Marle, qui a pour but de favoriser la synthèse des arts. À partir de 1958, elle prend part à des expositions collectives à Paris et à l’étranger avec la galerie Denise René. De 1961 à 1965, elle collabore à Mesure, « groupe expérimental de recherches plastiques ». À Londres où Halima Nalecz présente douze de ses peintures de grand format, elle fait la connaissance de Gottfried Honegger, qui devient un de ses amis. En 1965, Imre Pan, écrivain et directeur de Morphèmes, publie son poème « Équerre », accompagné de 20 collages hors-texte, dans le cinquième numéro de la nouvelle revue Les Feuillets de morphèmes. À l’occasion de l’exposition Les Maîtres contemporains du vitrail à Chartres, elle réalise un projet de vitrail en 1968, année au cours de laquelle le musée d’Art moderne à Paris lui achète une première œuvre. À partir des années 1970, le nombre de ses collectionneurs s’accroît. En 1980, une première rétrospective de son travail est organisée par Heinz Teufel en Allemagne ; Serge Lemoine rédige le texte du catalogue. L’artiste crée en 1985 sa première sculpture en bois, intitulée 72 colonnes, qui préfigure son projet d’alignement. L’année suivante, la galerie Denise René accueille sa première exposition personnelle, Synonymie, incluant des œuvres de la série Rythme du millimètre. S. Lemoine organise avec ses étudiants une exposition Aurélie Nemours à l’Atheneum de l’université de Dijon. La fondation Abstraction et carré fait don au musée de Grenoble de 21 œuvres de petit format, issues de la série Structure du silence : dans cette série noire et blanche, le blanc fait corps et est entamé par le noir. À partir de 1989, le travail d’A. Nemours connaît enfin la consécration et les rétrospectives se multiplient. Mais l’artiste voit de moins en moins bien ; elle cesse de peindre en 1993, et se consacre à son œuvre poétique (Option avec blanc, 2000 ; Bleu bleu noir, 2003). Toutefois, elle conçoit les vitraux de Notre-Dame de Salagon, et l’Alignement du XXI^e siècle à Rennes (inauguré en 2006). En 2004, une grande exposition rétrospective au Centre Pompidou lui est consacrée ; elle meurt peu de temps après.