De 1905 à 1909, sous la direction du peintre impressionniste et symboliste Konstantin Iouon, Nadejda Andreevna Oudaltsova suit une formation artistique à l’École de peinture, de sculpture et d’architecture de Moscou. À Paris, inscrite à l’académie de La Palette, elle est successivement l’élève des cubistes français Henri Le Fauconnier, Jean Metzinger et André Dunoyer de Segonzac, dont l’influence sera déterminante, comme en témoignent ses œuvres à l’exposition du Valet de carreau de Moscou en 1914. De retour en Russie, elle collabore à La Tour, un atelier collectif libre, où, au contact de Mikhaïl Larionov, elle produit des travaux « rayonnistes », tout en se familiarisant avec les théories constructivistes de Vladimir Tatline. En 1915, elle change de trajectoire en adhérant au groupe Suprémus de Kazimir Malevitch et réalise des esquisses pour des coopératives paysannes et des œuvres suprématistes. En 1917, elle participe, sous la direction du peintre arménien Gueorgui Yakoulov, à un projet qui doit concrétiser l’aspiration des constructivistes – réunir l’art et la vie : la décoration du Café pittoresque à Moscou.

À la suite de la révolution d’Octobre, elle travaille jusqu’en 1920 à la section des arts plastiques (IZO) du Narkompros (« commissariat à l’Instruction publique ») ; en 1922, elle participe à la première exposition russe de la galerie van Diemen à Berlin, et, en 1924, à la Biennale internationale de Venise. Désapprouvant l’orientation productiviste des constructivistes de l’INKHOUK, elle retourne avec son mari Alexandre Drévine à une peinture figurative, aux thèmes plus traditionnels – des paysages de la campagne soviétique – et aux couleurs audacieuses. Dénigrées comme « formalistes » par le régime, ses œuvres cessent d’être exposées dès 1934. Elle continuera à peindre jusqu’à sa mort, mais se tiendra désormais en marge des circuits officiels.