Originaire de Nancy, Nicole El Karoui est la fille d'un ingénieur centralien et la petite-fille, du côté maternel, d'un pasteur. Mariée à un universitaire tunisien, elle est la mère de cinq enfants, parmi lesquels Hakim El Karoui[3].
Elle enseigne à l'université Pierre-et-Marie-Curie (Paris VI), où elle cofonde en 1990 l'option Finance dans le DEA de probabilité, ainsi qu'à l'École polytechnique (au département de mathématiques appliquées dont elle était vice-présidente)[6].
Nicole El Karoui est ensuite responsable avec Marc Yor et Gilles Pagès d'une formation de haut niveau en mathématiques financières à l'université Paris VI au sein du master de probabilités et finance — en cohabilitation avec l'École polytechnique —, qui forme environ 100 élèves par an[7].
En tant que spécialiste des probabilités, elle travaille sur la modélisation de l'incertain appliquée à la finance[8].
Les Outils stochastiques des marchés financiers : une visite guidée de Einstein à Black-Scholes (avec Emmanuel Gobet), Paris, École polytechnique, 2011
Stochastic Filtering at Saint-Flour (avec Étienne Pardoux), Berlin, Springer-Verlag, 2012