Путь к успеху для Мириам был долгим и трудным. Её отец отличался вспыльчивым нравом и часто поколачивал детей и жену. В Швейцарии, куда перебралась семья вскоре после рождения Мириам, ставшей третьим ребенком, супруга, уставшая от побоев, развелась с Яковом. Детей пристроили на воспитание в швейцарскую семью, где девочка смогла освоить немецкий и французский языки, начала учиться играть на скрипке. Но вскоре Мириам пришлось вернуться в Ялту, куда отправился с новой женой её отец.
В Ялте девочка продолжала учиться игре на скрипке и даже приняла участие в концерте, чем вызвала бурю негодования отца, считавшего выступление на сцене постыдным для представительницы состоятельной еврейской семьи. Не помогло и то, что выступала она не под собственной фамилией, а под псевдонимом Аделаида Назимова.
В 15 лет девочке удалось частично вырваться из-под деспотической опеки отца, она уехала в Одессу, где поступила в католический пансион и Филармоническое училище. Здесь она близко познакомилась с миром театра, которому и решила посвятить всю жизнь. К этому времени её отец тяжело заболел, а назначенный опекуном старший брат после длительных уговоров разрешил Мириам в 1898 году уехать в Москву, чтобы учиться на актрису. Так в школе актёрского мастерства
После смерти отца и финансовых махинаций родственников Алла осталась без средств и вынуждена была влачить полунищее существование. Случайных артистических заработков на жизнь не хватало. В критический момент даже пыталась заняться проституцией. От падения на дно спас богатый любовник, снявший для неё квартиру и оплативший продолжение обучения. Эксцентричная Алла вскоре рассталась с любовником, ушла из МХАТа и вышла замуж за начинающего актёра Сергея Головина.
Семейная лодка быстро разбилась о быт, и супруги разъехались. Алла ненадолго вернулась в МХАТ, но через год уехала в Кисловодск играть в местном театре. Возможно, она так бы и осталась малоизвестной провинциальной актрисой, но на гастролях судьба свела её с блестящим актёром Павлом Орленевым. Вспыхнул бурный роман, переросший в серьезные отношения. Благодаря Орленеву в 1904 году Алла отправилась на гастроли в Европу. Удивительно, но в европейских столицах она заблистала недюжинным талантом и быстро стала одной из театральных прим.
В 1905 года Назимова и Орленев в составе актерской труппы отправились покорять Америку. С творческой точки зрения турне оказалось успешным, их прекрасно принимала публика, но гонорары были небольшими. Весной 1906 года Орленев вернулся в Россию, а Назимова подписала контракт с американским театральным продюсером Ли Шубертом. Пришлось основательно подучить английский и привыкнуть к новой манере игры партнеров. Постепенно пришел успех.
В 1915 году Алла сыграла главную роль в спектакле о трагической судьбе женщины в период Первой мировой войны «Невесты войны». Её игра вдохновила известного продюсера Льюиса Селзника на съемки фильма по мотивам пьесы. Его предложение сняться в главной роли оказалось очень выгодным — гонорар в 30 тысяч долларов и по тысяче за каждый день съёмки сверх графика. Дебют в кино оказался успешным. Пришла популярность, а с ней пятилетний контракт с Metro Pictures, которая вскоре слилась с Goldwyn Pictures. Назимовой стали платить 13 тысяч долларов в неделю и даже предоставили право выбирать режиссёров и сценарии фильмов.
Не прекращая играть в театре, Алла в 1918 году снялась в главных ролях в фильмах «Чудесное явление», «Игрушки судьбы» и «Око за око». Попробовала себя в качестве продюсера и сорежиссера Альберта Капеллани в фильмах «Из тумана» и «Красный фонарь», которые с успехом шли в прокате. О несомненной популярности Назимовой свидетельствует то, что журнал Photoplay поместил её в рейтинге ведущих американских актёров на 4 место. Однако очередной её фильм «Непоседа» практически провалился.
Новые фильмы немного исправили положение — «Сильнее смерти», «Миллиарды», «Дама с камелиями», «Кукольный дом» успешно шли в прокате, но пик популярности для Назимовой уже был пройден. Окончательный удар Алла нанесла себе сама, снявшись в фильме «Саломея», для которого написала сценарий. В прокате фильм провалился, и Назимова решила вернуться в театр, где продолжала играть с неизменным успехом. До 1925 года она еще снималась в небольших ролях, но затем на долгие 15 лет оставила кинематограф.
Вновь на экране она появилась только в начале сороковых годов, сыграв в пяти кинофильмах. Но повторить былой кинематографический успех она уже не могла, и продолжала довольствоваться только театральной славой, которая не оставляла её до самой смерти.
13 июля 1945 года Алла Назимова в возрасте 66 лет скончалась в Лос-Анджелесе от тромбоза венечных сосудов. В истории Назимова осталась не только как прекрасная театральная актриса, но и как первая русская актриса, покорившая Голливуд.