Алла Назимова появилась на свет 3 июня 1879 года в Ялте, городе, расположенном на Крымском полуострове. Ее отец, Яков Абрамович Левентон, был состоятельным фармацевтом, а мать звали Сара Лейвиевна Горовиц. Родившись младшей из трех детей в этой семье, она выросла в неблагополучном доме. В 1887 году ее родители развелись. После этого мать переехала в Одессу, а отец женился и у него было еще трое детей от второй жены. В то время как некоторые источники утверждают, что девушка получила раннее образование дома, другие говорят, что с 1885 по 1890 год она училась в частной католической школе в Монтрё, Швейцария. С 1886 года Алла Назимова начала осваивать игру на скрипке, а через четыре года была зачислена в Ялтинскую женскую гимназию, где проучилась два года. Позже актриса переехала в Одессу, чтобы жить со своими родственниками по материнской линии, где продолжила образование в местной гимназии, одновременно посещая уроки скрипки в местном отделении Императорского русского музыкального общества. Примерно в 1895 году переезжает в Москву. Там начала брать уроки актерского мастерства в Академии актерского мастерства, игнорируя яростные возражения отца. Когда он не смог убедить ее бросить актерское мастерство, то настоял, чтобы дочь сменила имя. Таким образом, произошла смена ее имени.
В 1898 году девушка начала свою карьеру в Московском Художественном театре, выступая в нескольких ролях, обучаясь у Станиславского. В этот период она также пела, играла на пианино и скрипке и даже шила собственный костюм. С 1900 года начала работать в репертуарных компаниях сначала в Костроме, а затем в Херсоне и Вильнюсе. Она завязала приятельские отношения с Павлом Орленевым, присоединилась к его труппе и к 1903 году стала ведущей актрисой Театра Неметти в Санкт-Петербурге. В марте 1905 года они достигли Нью-Йорка, где появились в многочисленных пьесах, включая «Избранный народ», создав в городе русский театр. Хотя их предприятие было неудачным, игра Аллы привлекла внимание известных братьев Шуберт. В 1906 году Ли Шуберт нанял Назимову на пятилетний контракт с условием, что она должна выучить английский в течение шести месяцев. 20 июня она начала изучать английский язык и овладела им в течение пяти месяцев.
20 июня 1899 года Алла Назимова вышла замуж за актера Сергея Головина. В 1923 году ей удалось расторгнуть этот брак через почтовую службу. 5 декабря 1912 года она вышла
замуж за актера Чарльза Брианта. Когда Чарльз женился второй раз в 1925 году, то заявил, что их брак с Аллой был просто притворством. Считается, что актриса также имела отношения со многими женщинами, включая Бриджет Бейт Тиченор, Еву Ле Гальенн, Дороти Арзнер, Мерседес де Акоста и Долли Уайльд. Ее особняк, известный как «Сад Аллы», по слухам, был местом проведения многочисленных диковинных вечеринок. 13 июля 1945 года Алла Назимова сделала последний вдох в Лос-Анджелесе. Ее останки были кремированы, а пепел похоронен на Кладбище мемориального парка Форест-Лаун в Глендейле, штат Калифорния. 8 февраля 1960 года она была награждена Звездой на Голливудской аллее славы. Считается, что она положила начало фразе «кружок шитья», которая стала кодом для лесбийских актрис.