Nikki Giovanni est née le 7 juin 1943 à Knoxville, dans l’État du Tennessee, sous le nom de Cornelia Giovanni Jr., un sobriquet affectueux que sa sœur Gary lui donnait. La famille s’installe quelques années plus tard à Cincinnati, dans l’Ohio, mais la jeune fille passe les étés chez ses grands-parents, à Knoxville, dont elle mettait en évidence l’influence sur ses études et son parcours littéraire. Elle rejoint la prestigieuse Fisk University, à Nashville, dans le Tennessee, grâce à une bourse d’études : elle organise rapidement la publication d’un journal étudiant, crée une section locale du Student Nonviolent Coordinating Committee, qui s’engage pour les droits civiques des Afro-Américains et s’intéresse aux problèmes de sexisme et d’inégalités de genre dans le mouvement d’émancipation.
Ayant obtenu son diplôme, elle poursuit ses études universitaires en poésie et en travail social; et tente l’écriture après la mort de sa grand-mère Louvenia Watson. Lors de ses études à la Fisk University, elle avait rencontré de nombreux camarades qui s’intéressaient à l’expression poétique et littéraire, tels Amiri Baraka (alias Everett LeRoi Jones) et Dudley Randal, et ainsi intégré le Black Arts Movement, qui défend une esthétique particulièrement afro-américaine, souvent engagée dans la vie civique. Deux premiers recueils, Black Feeling, Black Talk et Black Judgement, sont publiés en 1968, puis elle donne naissance, l’année suivante, à son fils Thomas Watson Giovanni, qu’elle élève seule. Dans les années 1960 et 1970, en tant qu’Afro-Américaine engagée, Giovanni demeure surveillée par le FBI, qui souligne l’évolution du mouvement des droits civiques. Selon The Guardian, elle mentionnait qu’elle avait parfois l’habitude d’inviter les agents en poste à venir prendre un café chez elle, « car je savais qu’ils souhaitaient inspecter les lieux ».
À partir de 1969, Nikki Giovanni devient professeur à la Rutgers University, dans le New Jersey, ce qui lui ouvre une véritable voie. Selon ses souvenirs en 2022, « l’une des premières choses que j’ai enseignée à mes élèves, lors de son enseignement, est que si l’on veut écrire de la poésie, il est important de prendre conscience que personne ne se souviendra de vous après votre décès. L’art n’est pas fait pour être célèbre. L’art est fait pour l’art. » En 1970, elle acquiert une certaine visibilité, notamment au sein de la communauté afro-américaine, en participant à l’émission télévisée Soul!, où elle donnait des interviews. Elle fait donc la connaissance de James Baldwin, Harry Belafonte, Gladys Knight ou Muhammad Ali, lors de conversations devenues célèbres.
Elle devient professeure de lettres à l’institut polytechnique et université d’État de Virginie (Virginia Tech) en 1987. En 2007, l’un de ses anciens élèves organisera une fusillade dans l’établissement, tuant 32 personnes avant de se suicider. Giovanni avait signalé à la direction son comportement deux ans auparavant, sans succès. « Le fait de tuer est dû à un manque de créativité. D’une imagination limitée. Il s’agit d’une incompréhension de notre identité et de notre position dans le monde. La vie est une idée magnifique et captivante », affirmait-elle lors d’une interview avec NPR concernant cet événement désastreux.
Nikki Giovanni est l’auteure d’une vingtaine de recueils de poésie, d’une quinzaine d’ouvrages pour la jeunesse et d’albums où elle écrit ses textes sur différents titres musicaux. Il a reçu une grande reconnaissance outre-Atlantique, mais il n’a pas été traduit en français. Elle se sépare de son fils Thomas, de sa petite-fille et de son épouse, Virginia Fowler, également professeur d’anglais à Virginia Tech.