Ao ser flagrada pelo irmão mais velho tocando "Acorda Maria Bonita" no cavaquinho, Nilze Carvalho, então com 5 anos, começava uma verdadeira história de amor com a música.
Aos 6 anos já se apresentava em público, na Rádio Solimões, na extinta TV-Rio com João Roberto Kelly e no Fantástico da TV-GLOBO.

Dos 11 aos 14 anos, gravou, como bandolinista, a série de LPs “Choro de Menina” em quatro volumes, sendo o 1° e o 4° acompanhada pelo conjunto Época de Ouro. Iniciou sua carreira internacional aos 15 fazendo turnês em países como Itália, Espanha, França, Suíça, Holanda, Estados Unidos, Japão, Argentina, China e Austrália. De volta ao Brasil em 2000, Nilze e seus colegas de faculdade fundam o grupo Sururu na Roda, e colecionou 5 CDs e 2 DVDs. O grupo foi eleito o Melhor Grupo de Samba no Prêmio da Música Brasileira 2014.

Em 2002, participou do show “O Samba é a Minha Nobreza” de Hermínio Bello de Carvalho e “Lembranças Cariocas” de Lefê Almeida. Nilze lança o CD (cantado) “Estava Faltando Você”,  pela gravadora Fina Flor com o qual foi indicada ao Prêmio Tim para melhor cantora de samba.
Em 2008 Nilze idealizou e produziu o projeto musical Samba na Universidade, os shows aconteceram na PUC-Rio, UFRJ e Cândido Mendes, com participação de Monarco, Nelson Sargento, Nei Lopes, Ana Costa e Sururu na Roda.

Em 2010 lança o CD “O que é Meu” pela gravadora Biscoito Fino e ganhou em duas categorias no Prêmio da Música Brasileira – Samba na Lapa – Melhor CD e melhor cantora.

Nos últimos anos Nilze participou do DVD Samba Social Club 2 e 4, do DVD Gafieira, de Zeca Pagodinho, gravou o samba “Acreditar” ao lado de D. Ivone Lara no DVD Cidade do Samba, gravou a faixa de abertura do CD em homenagem a Clara Nunes, gravou participação especial no CD “Palavras de Guerra” da cantora Olívia Hime e também gravou a faixa Já Mandei Botar Dendê no Sambabook Zeca Pagodinho. Fez diversos shows pelo país e no exterior em países como Itália, França, Espanha, EUA, China, Japão, Austrália, Equador, Senegal (Dez/10 - III FESMAN), Portugal (2013 - Ano Brasil-Portugal). Com o Sururu na Roda viajou para Costa Rica, Guatemala, Tunísia, Belize, EUA e Japão.

Nilze já cantou e tocou ao lado de grandes nomes da música popular brasileira e internacional, como: Dona Ivone Lara, Zeca Pagodinho, Jair Rodrigues, Zé da Velha e Silvério Pontes, Martinália, Olívia Hime, Cristina Buarque, Monarco, Nei Lopes, Nelson Sargento, Hamilton de Holanda, Roberto Silva, Elton Medeiros, Hermínio Bello de Carvalho, Dudu Nobre, Zélia Duncan, Fátima Guedes, Zé Menezes, Roberta Sá, Sadao Watanabe, Stefano Bollani, Marvio Ciribelli, Nicolas Krassik, Ana Costa, Dorina, Teresa Cristina entre outros. Recentemente dividiu o palco com o pianista e arranjador Cristóvão Bastos num show em homenagem a Ataulfo Alves, já participou de duas edições do Prêmio da Música Brasileira.

O novo CD  "VERDE AMARELO NEGRO ANIL foi indicado ao GRAMMY LATINO 2015 pela categoria melhor Álbum de SAMBA/PAGODE e reflete muito da vivência que adquiriu ao longo dos anos de carreira nacional e internacional, além de mostrar toda a versatilidade musical da artista diante da riqueza da música popular brasileira.
O CD com 14 faixas produzido por Nilze e Zé Luiz Maia, conta com a participação de grandes músicos e registra além de composições próprias, grandes releituras que mesclam samba com outros ritmos do cancioneiro popular.
Hoje Nilze dedica-se quase que exclusivamente a sua carreira solo com o os Shows "VERDE AMARELO NEGRO ANIL" e seu mais recente trabalho de palco chamado "CHORO CANÇÃO" onde ela desfila clássicos do choro vocal desde Callado à Marisa Monte. Além de cantora, instrumentista, compositora e produtora ela fez licenciatura em música pela UNI-RIO e foi apresentadora do programa CENA MUSICAL da TV BRASIL.