Burstein a étudié le cinéma à la Tisch School of the Arts de NYU.

En 1997, elle a collaboré à son premier film avec Brett Morgen, produisant et réalisant On the Ropes, un documentaire à petit budget qui suit les destins de trois jeunes boxeurs et de leur entraîneur. Le film, tourné principalement en BetaSP, a été nominé pour l’Oscar du meilleur documentaire (long métrage), a remporté le prix spécial du jury pour le documentaire à Sundance et le prix de la Directors Guild of America pour la réalisation exceptionnelle d’un documentaire. Le film a également remporté le prix de l’International Documentary Association’s Feature Documentary, une Spire d’argent au San Francisco International Film Festival, le prix du meilleur documentaire au Urbanworld Film Festival et le Land Grant Award au Taos Talking Picture Festival. Le film a également été nommé pour un Independent Spirit Award (prix « Truer than Fiction »).

En 1998, avec Nancy Tong, elle a coécrit le scénario du documentaire factuel de Tong, In the Name of the Emperor, sur le massacre de plus de 300 000 civils chinois par les Japonais lors du viol de Nanjing en 1937.

En 2002, elle et Morgen ont fait à nouveau équipe pour la biographie de Robert Evans, The Kid Stays in the Picture. Le film a reçu une critique très positive et a remporté le prix du meilleur documentaire de l’International Press Academy et de la Boston Society of Film Critics. Il a également été nommé pour le meilleur documentaire par les Chicago, Online, Phoenix et Broadcast Film Critics.

En 2004, elle a produit une émission de télévision documentaire Film School pour IFC avec Jordan Roberts, suivant quatre étudiants en cinéma à leur alma mater, Tisch. En 2007, Burstein a été productrice exécutive et scénariste sur le VH1 Rock Doc NY77 : The Coolest Year In Hell, qui présente la montée du hip-hop, du punk, du disco et des graffitis à New York en 1977. Elle a également produit le documentaire American Shopper.

Son documentaire American Teen a été nominé pour le Grand Prix du Jury du documentaire au Festival du film de Sundance 2008. Pour ce projet, elle a vécu dans la petite ville de Warsaw, dans l’Indiana, pendant 10 mois, filmant quotidiennement. Elle s’est retrouvée avec 1000 heures de métrage, dont le montage a pris un an.

Nanette est mariée et mère d’une fille. Elle vit à New York et est copropriétaire d’un bar de Manhattan, The Half-King, avec son mari, Scott Anderson, et Sebastian Junger.