Nicoline Koch wurde in Südafrika geboren, wo sie Violinunterricht bei Lona Antoniadis an der Stellenbosch Universität im Fachbereich Musik erhielt. Mit elf Jahren war sie das jüngste Mitglied des Südafrikanischen Jugendorchesters; sie trat als Solistin für Radioaufnahmen auf und war Preisträgerin in nationalen Wettbewerben.

1985 war Nicoline Koch Mitglied des Weltjugendorchesters beim Interlochen Musikfestival in Michigan. Daraufhin folgte ein Stipendium für die Thornton School of Music an der University of Southern California in Los Angeles, wo sie bei Prof. Eduard Schmieder und Prof. Eudice Shapiro studierte und 1990 ihren Bachelor of Music erhielt. Sie nahm an Meisterkursen von Yehudi Menuhin, Ida Haendel, Dorothy Delay, Albert Markov, Henri Temianka, Josef Silverstein, Endre Granat, Anchel Brusilov, Brooks Smith, Milton Katims und des Emerson Quartetts teil.

1991 studierte die Violinistin bei Prof. Antje Weithaas an der Hochschule für Musik Hanns Eisler Berlin und erhielt ihr Orchestermusiker-Diplom. Anschließend war sie durchgehend als Orchestermusikerin tätig, zuerst bei den Hofer Symphonikern, dem Staatsorchester Rheinische Philharmonie, Osnabrücker Symphonieorchester und der Nordwestdeutschen Philharmonie Herford, bis sie 1996 Mitglied des Göttinger Symphonieorchesters wurde. Zwei Jahre später wurde sie Mitglied im Musical Orchester des SI-Centrums Stuttgart. Seit 1999 ist Nicoline Koch Mitglied der Badischen Philharmonie Pforzheim.