Nélia Gonçalves é natural de Pombal. Estudou no Conservatório de Música de Coimbra entre 2001 e 2008 onde terminou a classe de canto com a professora Joaquina Ly. Em 2011 terminou a licenciatura em performance (vertente Canto) na Universidade de Aveiro, na Classe de Canto do professor António Salgado, na qual obteve distinção com  o Prémio Cidade de Aveiro e, em 2013 concluiu o Mestrado em Ensino de Música (vertente Canto) na mesma instituição.

Participa regularmente em cursos de aperfeiçoamento vocal, tendo já trabalhado com Claire Vangelisti, Isabel Alcobia, Susan Waters, António Salgado, Laura Sarti, Brian Gill, Pierre Mak, Elisabete Matos e João Paulo Santos.

Como solista foi já convidada a interpretar as Liebeslieder de Johannes Brahms, bem como no domínio da oratória Missa Brevis em rém KV65 de Mozart, Te Deum de Charpentier, Missa de Santa Joana de David Perez, Dixit Dominus de Handel, Laudate Dominum  de Lalande, Oratorio de Noel (p.12) de Saint-Saens, Messias de Handel, Te Deum de Marcos Portugal, Oratorio de Natal de Bach, Te Deum de António Teixeira, Mass in A flat (D678) de Franz Schubert, sob a direcção de diversos maestros entre os quais Vasco Negreiros, Fernando Miguel Jalôto, António Vassalo Lourenço, Laurence Cummings e Luís Carvalho.

Participou em diversas óperas como Dido e Eneas, de Henry Purcell  (2002), Vénus e Adónis de John Blow, no papel de Cupido (2007) e Amor de Perdição de João de Arroyo (2009). Foi membro fundadora da Associação Cultural de Musica e Teatro Arte à Parte; na qual integrou o elenco do primeiro projecto desta associação – Ópera Bichus – no papel de Madalena.

Ao nível coral, conta já com a participação em diversos coros, tendo sido membro do coro feminino Vox Aetherea (2002-2008) dirigido pelo maestro Alberto Medina de Seiça. Em 2013 integrou o projecto Tenso Europe Chamber Choir sob orientação do maestro Kaspars Putnins. Actualmente integra o Coro da Casa da Música como coralista principal (onde trabalhou já com maestros como Paul Hillier, James Wood, Simon Carrington, Andrew Bizants, Kaspars Putnins, Laurence Cummings, Christoph König, Andrew Parrott e Peter Rundel).

Actualmente lecciona Canto na Escola Diocesana de Música Sacra de Coimbra e na Filarmónica de Miranda do Corvo. É licenciada em Economia pela Faculdade de Economia da Universidade de Coimbra.