Laureata in Medicina e Chirurgia all'Università di Milano nel 1980 e specializzata in Ostetricia e Ginecologia, la Dott.ssa Nicoletta Colombo ha svolto la sua attività di ricerca clinica dapprima presso il Servizio di Oncologia Ginecologica della Clinica Mangiagalli e successivamente presso l'Ospedale San Gerardo di Monza, assoociando una intensa collaborazione con i laboratori di Immunologia e di Farmacologia Antitumorale dell'Istituto Mario Negri in studi rispettivamente di immunologia e farmacocinetica dei farmaci utilizzati in clinica.
Dopo un periodo di formazione e ricerca clinica presso l'Unità di Oncologia Medica del Charing Cross Hospital e Royal Marsed Hopsital di Londra e del Dipartimento di Immunologia del Dana-Farber Institute di Boston, nel 1985 diviene Associato di Ricerca Clinica presso la Divisione di Oncologia Medica della New York University per un periodo di 2 anni.
Prosegue il suo lavoro clinico e di ricerca nel campo delle neoplasie ginecologiche in qualità di assistente e poi di aiuto presso la III Clinica Ostetrica-Ginecologica dell'Università di Milano. Dal 1994 lavora presso l'Istituto Europeo di Oncologia di Milano.