La famille de Nelly Kaplan est d'origine russe.
À Buenos Aires, elle commence des études de sciences économiques.
En 1953, elle arrive à Paris comme représentante de la cinémathèque argentine à l'occasion d'un congrès international. Elle décide de s'y installer et travaille comme correspondante pour des journaux argentins.
En 1954, Nelly Kaplan rencontre le cinéaste
Abel Gance et devient son assistante. Il lui confie la mise en scène de la deuxième équipe pour le film « Cyrano et d'Artagnan ». Elle l'assistera également pour les films « Magirama » (1956) et «
Austerlitz » (1960). Cette même année 1954, elle rencontre et se lie d'amitié avec Théodore Fraenkel, ex-condisciple d'André Breton au collège Chaptal et durant la Première guerre mondiale (1914-1916) en tant qu'internes en médecine à Nantes.
En 1955, elle rencontre Philippe Soupault, puis en 1956, André Breton : le début d'"une éblouissante amitié amoureuse".
« J'ai donc rencontré André Breton par le plus grand des hasards. C'était le 17 mars 1956, vers onze heures du matin, au musée des Arts décoratifs où avait lieu une exposition d'art précolombien. Je déambulais depuis un long moment parmi ces objets uniques, sans me décider à partir, comme cela m'arrive parfois quand je me sens dans l'attente d'un événement extraordinaire qui doit immanquablement arriver et qui, neuf fois sur dix, arrive... Soudain, dans une des salles que j'aurais jurée déserte un instant auparavant, apparut un personnage à la belle tête léonine. Un étrange ballet s'ensuivit pendant quelques minutes, puis il s'approcha de moi et, le plus naturellement du monde, commença à me commenter la statuette de jade placée devant nous. Nous avons déambulé longtemps d'une salle à l'autre, en parlant comme si nous nous connaissions. Les rapports étaient simples, limpides. Au moment de nous quitter, il me dit : "Je crois qu'il est temps de me présenter. Je m'appelle André Breton. » Extrait d'un entretien donné au quotidien "Le Figaro" le 24 avril 1991.
En 1961, Nelly Kaplan réalise son premier court-métrage sur le peintre Gustave Moreau, elle rencontre André Pieyre de Mandiargues et sous le pseudonyme de Belen, elle écrit plusieurs textes surréalistes.
En 1969, sort La Fiancée du pirate, son premier long métrage avec
Bernadette Lafont dans le rôle principal.
En 1996, Nelly Kaplan est nommée Chevalier de la Légion d'honneur pour l'ensemble de son oeuvre littéraire et cinématographique.
En 1998, la Galerie, à Paris, organise une exposition « Kaplan dans tous ses états ».
Nelly Kaplan tient la rubrique cinéma dans le "Le Magazine littéraire" et participe à l'émission de radio "Des Papous dans la tête" diffusée par France-Culture.