Burstein vystudovala film na newyorské Tisch School of the Arts.
V roce 1997 spolupracovala na svém prvním filmu s Brettem Morgenem, který produkoval a režíroval nízkorozpočtový dokument On the Ropes, jenž sleduje osudy tří mladých boxerů a jejich trenéra. Film, natočený převážně na BetaSP, byl nominován na Oscara za nejlepší dokumentární film (celovečerní), získal Zvláštní cenu poroty za dokumentární film na festivalu Sundance, získal cenu Directors Guild of America za mimořádný režijní počin v oblasti dokumentárního filmu. Film také získal cenu Mezinárodní asociace dokumentárních filmů za celovečerní dokumentární film, Stříbrnou jehlu na Mezinárodním filmovém festivalu v San Francisku, cenu za nejlepší dokumentární film na filmovém festivalu Urbanworld a cenu Land Grant na festivalu Taos Talking Picture. Film byl také nominován na Independent Spirit Award (cena „Truer than Fiction“).
V roce 1998 společně s Nancy Tong napsala scénář k Tongovu věcnému dokumentu In the Name of the Emperor o masakru více než 300 000 čínských civilistů Japonci při znásilnění Nankingu v roce 1937.
V roce 2002 se s Morgenem opět spojila při natáčení životopisného filmu Roberta Evanse The Kid Stays in the Picture. Film byl velmi kladně hodnocen a získal cenu Mezinárodní tiskové akademie a Bostonské společnosti filmových kritiků za nejlepší dokumentární film. Byl také nominován na nejlepší dokumentární film Chicagskou, Online, Phoenixskou a Broadcast Filmovou kritikou.
V roce 2004 produkovala s Jordanem Robertsem dokumentární televizní pořad Film School pro IFC, sledující čtyři studenty filmu na jejich alma mater, Tisch. V roce 2007 byla Bursteinová výkonnou producentkou a scenáristkou pořadu VH1 Rock Doc NY77: The Coolest Year In Hell, který ukazuje vzestup hip hopu, punku, diska a graffiti v New Yorku v roce 1977. Byla také výkonnou producentkou dokumentu American Shopper.
Její dokument American Teen byl v roce 2008 nominován na Velkou cenu poroty za dokumentární film na filmovém festivalu Sundance. Pro tento projekt žila 10 měsíců v malém městečku Warsaw v Indianě a denně natáčela. Nakonec natočila 1000 hodin materiálu, jehož střih trval rok.
Nanette je vdaná a je matkou jedné dcery. Žije v New Yorku a spolu se svým manželem Scottem Andersonem a Sebastianem Jungerem vlastní bar The Half-King na Manhattanu.