Надежда родилась 20 марта 1868 года в городе Ковно (современный Каунас) в старинной дворянской семье. Девочка с детства отличалась музыкальностью и прекрасным голосом. Окончив Киевский институт благородных девиц, она устремилась в Петербург, мечтая о столичной консерватории.
Надежде повезло, судьба подарила ей прекрасного вокального педагога Наталью Ирецкую, распознавшую в девушке несомненный оперный талант. Уже первое выступление молодой певицы в консерваторской постановке «Опричника» привлекло к ней внимание и публики, и автора оперы
Дебют был более чем удачен, и для Надежды началась новая жизнь, наполненная гастролями, восторженными поклонниками и серьезной творческой работой. С Антоном Рубинштейном она отправляется в гастрольное турне по Германии. Посещая Францию, задерживается в Париже, где берет уроки вокала у знаменитой Марии Маркези. Поёт ведущие партии на сценах Киевского, Тифлисского и Екатеринбургского театров.
В 1895 году Надежду приняли в труппу Московской частной русской оперы, отправлявшейся на гастроли в Петербург. В столице на сцене Панаевского театра на суд публике была представлена опера-сказка «Гензель и Гретель», в которой Надежда исполнила партию Греты. Её голос покорил зал. Избалованная прекрасными исполнителями петербургская публика была в восторге. Газеты расточали певице комплименты.
В Петербурге Надежда познакомилась с художником Михаилом Врубелем, который буквально ворвался за кулисы, чтобы выразить певице свое восхищение. Две незаурядные творческие личности, такие внешне непохожие, нашли друг друга. На следующий год в Женеве 28 июля они стали мужем и женой. Брак оказался счастливым и, что немаловажно, благотворно сказался на их творчестве.
Друзья отмечали, что после замужества Надежда так и светится счастьем, а в её голосе появились новые оттенки, делающие его еще лиричнее и сердечнее. С 1897 года Надежда 8 лет пела в Частной русской опере С. Мамонтова. Особенно ей удавались сказочные и исторические персонажи. В это период она исполнила большое количество оперных партий, вызывавших неподдельный восторг слушателей: Царевна Лебедь в «Сказке о царе Салтане», Сирина в «Сказании о невидимом граде Китеже и деве Февронии», Марфа в «Царской невесте», Волхова в «Садко», Тамара в «Демоне», Людмила в «Руслане и Людмиле». Это перечисление можно продолжать еще долго. Но, пожалуй, самой удачной её партией была Снегурочка, петь которую она очень любила.
Врубель же, найдя свою «музу», был безмерно счастлив. Он не просто боготворил жену, он жил для неё. Посещал все её репетиции и спектакли, придумывал для неё костюмы и писал декорации к спектаклям, в которых она пела. И много её рисовал, пытаясь оставить на холстах мгновения счастья. В эти годы художник на вершине успеха, он много и успешно выставляется, его картины находят спрос.
А Надежда буквально купалась в лучах любви и успеха. Композиторы стали специально для неё писать оперные партии и романсы. Публика её любила и с удовольствием ходила на спектакли, в которых она пела.
4 сентября 1901 года у молодой четы родился сын Савва. Казалось, им можно только завидовать — они счастливы, талантливы, успешны. Но жизнь, к сожалению, редко бывает безоблачной. В начале 1902 года у Врубеля обнаружили неизлечимую нервную болезнь, которая начала быстро прогрессировать. Потребовалось лечение в психиатрических клиниках. В 1903 году семью постиг тяжелый удар — скончался сын. Эта невосполнимая утрата сказалась и на творчестве Надежды, и особенно на творчестве Врубеля, у которого начинаются периоды длительных помрачений.
Он пытается противостоять болезни; когда она его немного отпускает, много и плодотворно работает. В 1905 году Врубель становится академиком живописи. Но этот год стал последним в его творческой жизни. На следующий год он ослеп. Четыре года в полной темноте. Только забота жены поддерживала в нем силы для жизни, но всему есть предел. 1 апреля 1910 года Михаил Врубель умер.
Эти годы потребовали от Надежды громадной воли и жизненного мужества. Из-за банкротства Мамонтова закрылась частная опера. В Большой театр Надежду не приняли, наверное, из-за боязни конкуренции. Благодаря заступничеству Натальи Ирецкой и высокопоставленных поклонников таланта певицы, её с большой неохотой принимают в труппу Мариинского театра. Но в театре много своих прекрасных исполнителей, да и отношения в труппе далеко не безоблачные. Петь в оперных спектаклях ей приходится все реже и реже. Выручают сольные концерты, которые проходят с неизменным успехом, и преподавательская работа.
Несмотря на бурное развитие грамзаписей, Надежда только дважды записала свой голос. В наше время в бахрушинском музее хранится одна подлинная пластинка с записью «колыбельной» Волховы из оперы Н.А. Римского-Корсакова «Садко».
Надежда Ивановна Забела-Врубель ненамного пережила своего супруга. 20 июня 1913 года в Петербурге состоялся её последний концерт. Ночью она скончалась. Ей было всего 45 лет.
Давно уже нет в живых прекрасной певицы, но остался её удивительный голос, сохраненный для нас старой грампластинкой, и чудесные полотна Врубеля, с которых загадочно и немного грустно смотрит на зрителей муза художника.