Родилась 7 октября 1934 г. в Царском Селе (ныне – город Пушкин) Ленинградской области.
С 1950 по 1957 г. Новелла Матвеева работала в детском доме в Щелковском районе Московской области.
Писать стала под влиянием матери. В доме Матвеевых не всегда было радио, тем не менее благодаря матери музыка звучала постоянно. Она пела цыганские, русские и итальянские песни.
Свои первые стихотворения Новелла Матвеева сочинила еще ребенком, во время войны. Это было в Монинском госпитале, где она лечилась от острого авитаминоза, подействовавшего ей на глаза. Она показала стихи отцу, который работал там же, в госпитале, политруком. В детстве же пыталась сочинять музыку на свои стихи, а также на стихи А. Гладкова, В. Агнивцева, У. Шекспира, М. Лермонтова, А. Фета.
Первой публикацией в 1957 г. стала пародия на песенку «Пять минут» из кинофильма «Карнавальная ночь». Вскоре последовали публикации стихов в газете «Советская Чукотка» (1958) и журнале «Енисей». С 1959 г. ее стихи стали регулярно печататься в центральных газетах и журналах. В продвижении первых больших подборок стихов Новелле Матвеевой помогли С. Маршак, К. Чуковский, М. Атабекян, В. Чивилихин, Н. Старшинов, Б. Слуцкий, Ю. Воронов.
С 1972 года Новелла Матвеева стала сочинять песни также и на стихи поэта Ивана Киуру.
В 1962 году Новелла Матвеева окончила Высшие литературные курсы при Литературном институте имени А.М. Горького. Она стала профессиональным литератором. В 1961 году ее приняли в Союз писателей СССР.
Перу Новеллы Матвеевой принадлежат сотни публикаций в периодической печати. Ее творчеству посвящено более сотни статей известных поэтов, литераторов, критиков и литературоведов. Среди их авторов Е. Евтушенко, Л. Аннинский, Е. Винокуров, В. Огнев, З. Паперный, В. Лакшин, С. Маршак, С. Чупринин, Г. Красников, Б. Окуджава, Е. Камбурова, Д. Гранин, Я. Смеляков, В. Цыбин, Б. Слуцкий, В. Берестов, А. Урбан, Ю. Смелков и др.
В 1998 году Н.Н. Матвеева удостоена звания лауреата Пушкинской премии в области поэзии.
Знаменитая поэтесса скончалась 4 сентября 2016, похоронена на Троекуровском кладбище.
