Родилась в деревне Усманка, ныне Новорождественское сельское поселение Томского района Томской области, в семье юриста. Настоящая фамилия - Волянская.

Детство провела в Томске. С 1918 по 1929 годы жила с родителями в Чёрном Ануе (Горный Алтай), Бийске, Барнауле, Новосибирске. 

В 1929 году поступила в Омский медицинский институт, позже перевелась в Горьковский медицинский институт (ГМИ), где училась в 1930-1935 годах. 

Была аспирантом, а потом ассистентом кафедры фармакологии ГМИ.

1938-1942 - работала преподавателем Горьковского медицинского техникума.

20 февраля 1939 года в газете «Горьковская коммуна» были опубликованы первые стихи Волянской «О девушке и красноармейце» под псевдонимом "Г. Николаева".

В годы Великой Отечественной войны служила в РККА, с июля 1942 работала врачом во фронтовом эвакопункте № 73 эвакогоспиталя № 6 Сталинградского фронта, с 1944 - на санитарно-транспортном судне № 56 «Композитор Бородин» Сталинградского эвакопункта, затем в госпиталях Северного Кавказа. Во время эвакуации раненых из Сталинграда была контужена.

1948-1950 - работала корреспондентом «Литературной газеты».

В 1945 году в городе Нальчике была издана первая книга Николаевой - «Стихи»; в том же году её стихи были опубликованы в журнале «Знамя». Затем там же был напечатан и её первый роман «Жатва» (1950), ставший основой фильма В.И. Пудовкина «Возвращение Василия Бортникова» (1952). В другом романе - «Битва в пути» - была создана широкая панорама общественной жизни в СССР 1950-х годов, ярко показаны межличностные отношения. 

Последние годы жизни работала над романом о советских физиках.

Лауреат Сталинской премии (1951) - за роман "Жатва".

Жила в Москве, похоронена на Новодевичьем кладбище.

Награды: два ордена Трудового Красного Знамени (в т.ч. 08.03.1961).