Nicolle Cassel wurde in Magdeburg geboren. Bereits im Alter von vier Jahren stand sie als Komparsin auf der Bühne des Magdeburger Theaters. Die Spezialmusikklasse am Hegel-Leibnitz-Gymnasium, der Magdeburger Domchor und der Extrachor des Theaters legten früh den Grundstein für ihre musikalische Laufbahn.

Sie studierte bei KS Prof. Jürgen Hartfiel an der Hochschule für Musik „Carl Maria von Weber“ Dresden und vervollständigte ihre Ausbildung mit privaten Studien bei Stefan Haselhoff in Basel. Meisterkurse bei renommierten Dozenten wie Prof. Dr. Edith Wiens, KS Olaf Bär und Prof. Karl-Peter Kammerlander rundeten ihre Ausbildung ab.

Bereits während des Studiums wurde sie mehrfach als Solistin vom Nürnberger Opernstudio engagiert. Im Jahr 2003 sang sie in einer Koproduktion der Dresdner Musikhochschule, der Dresdner Musikfestspiele und des Potsdamer Barockfestivals die Rolle der Cassandra in Johann Adolph Hasses Oper La sorella amante.

Als freischaffende Opern- und Konzertsängerin hat Nicolle Cassel ein breites Repertoire erarbeitet. Sie konzertierte mit renommierten Ensembles wie Mitgliedern der Bayerischen Staatskapelle, den Dresdner Kapellsolisten und dem Philharmonischen Kammerorchester Dresden. Zu ihren Höhepunkten zählen Auftritte beim Lausitzer Opernsommer (u. a. als Pamina in der Zauberflöte und Donna Elvira im Don Giovanni), bei der Ansbacher Bachwoche, dem Cottbuser Musikherbst sowie in der Kammermusikreihe der Dresdner Philharmonie.

Besondere Aufmerksamkeit erlangte sie durch große Konzertprojekte, darunter der Fernsehgottesdienst des ZDF aus der Dresdner Frauenkirche (2010) mit Mozarts Spaur-Messe und das Sopransolo in Carl Orffs Carmina Burana (2012) im Stadtcasino Basel und Kulturcasino Bern. Seit 2011 ist sie regelmäßig für die „Internationale Stiftung zur Förderung von Zivilisation und Kultur“ auf Tournee, unter anderem im Gewandhaus Leipzig.

Neben dem klassischen Repertoire engagiert sich Nicolle Cassel leidenschaftlich für zeitgenössische Musik. Gemeinsam mit dem Geiger Steffen Gaitzsch (Dresdner Philharmonie) bildet sie das Duo ITIHEKENU, für das Komponisten wie Frank Petzold und Rainer Lischka eigens Werke geschrieben haben.