1976 Almanya doğumlu Nefise Karatay'ın aslen İstanbul’lu olan babası Orhan Karatay, Çanakkale’nin Gökçeada İlçesi’ne bağlı Zeytinli Köyüne yerleşmiştir.
1997 yılında Number One TV’de kendi hazırladığı bir müzik programı sunanNefise Karatay,1997 yılında İnterstar’ın düzenlediği yarışmada Türkiye Güzeli seçildi. Ardından profesyonel mankenlik kariyerine başladı.
2009 yılında CNN TÜRK’te “Afiş” programını sundu.Tatlı Kaçıklar isimli dizi ile tanınmaya başlanan Nefise Karatay, sonrasında farklı rollerle ekranda seyircisi ile buluştu. En çok da Kurtlar Vadisi Pusu dizisinde hayat verdiği Ahu Toros karakteri ile hafızalara kazınan oyuncu 2008 yılından sonra dizilere ara verdi.
Şovmen Mehmet Ali Erbil‘le uzun süre aşk yaşayan Nefise Karatay, 2012 tarihinde işadamı Yusuf Day ile evlendi.Bu evlilikten Maya adında bir kızı dünyaya geldi.
2015 ve 2018 yıllarında sinema filmlerinde de görünen Nefise Karatay 2020 yılında yeniden dizi setlerine dönüş yaptı. Tam 12 yıl aradan sonra Özge Özberk, Musa Uzunlar, Simay Barlas ve Mert Yazıcıoğlu’nun başrollerinde olduğu Bir Annenin Günahı isimli dizide Nazan karakteriyle rol almıştır.
Mirasyediler, Tatlı Kaçıkçılar, Eltiler, Bize Ne Oldu, Hicran, Avcı, Yeni Hayat, İkinci Şans, Beşik Kertmesi, Deliboran Destanı, Kurşun Asker, Uy Başuma Gelenler, Emret Komutanım, Son Yüzleşme, Çılgın Yuva, Üç Kadın, Meçhule Gidenler, Hayat Kavgam, Kurtlar Vadisi Pusu, O Kadın, Para = Dolar, M.A.T., Fatih'in Fedaisi: Kara Murat, Otel Divane, Kara Murat: Mora'nın Ateşi, Direniş Karatay dizi ve filmlerinde rol almıştır.