Она прославилась благодаря двум громким событиям. Во-первых, Нелли Блай совершила рекордное кругосветное путешествие, подражая героям романа Жюля Верна (Jules Verne) 'Вокруг света за 80 дней' (Around the World in Eighty Days); а во-вторых, она, симулировав безумие, проникла в лечебницу для психически больных и написала скандальную разоблачительную статью об имевших там место злоупотреблениях. Помимо писательской и журналисткой деятельности, Блай, выйдя замуж, стала также предпринимательницей и вела обширную благотворительную работу.
Элизабет Джейн Кокран родилась 5 мая 1864 года в Кокранс-Миллз, штат Пенсильвания (Cochran's Mills, Pennsylvania). В детстве ее звали Пинки (от 'pink' - розовый), потому что она постоянно носила одежду этого цвета. Ее отец начинал как скромный рабочий мельницы, однако позже он оказался в состоянии купить и мельницу, и земли вокруг нее, и, в конце концов, стал настолько крупным землевладельцем, что город переименовали в Кокранс-Миллз. Мать Элизабет была домохозяйкой и воспитывала детей мужа от первого брака и собственных. Когда девочке было шесть лет, ее отец умер. Со временем благосостояние семьи пошатнулось, и будущей журналистке пришлось вернуться домой из школы-интерната, проучившись там всего лишь год. В 1880 году семья переехала в Питтсбург (Pittsburgh).
Однажды в местной газете 'Pittsburgh Dispatch' появилась сексистская колонка, настолько оскорбившая Блай, что она написала редактору яростное опровержение под псевдонимом 'Одинокая сиротка' (Lonely Orphan Girl). Редактор был настолько впечатлен, что предложил автору письма работу. Узнав, что это юная девушка, он попытался было пойти на попятную, но Кокран убедила его дать ей шанс. Поскольку женщины-журналисты в то время, как правило, пользовались псевдонимами, Элизабет Кокран стала Нелли Блай в честь героини популярной тогда песни Стивена Фостера (Stephen Foster).
Обычно дамы от журналистики конца 19-го столетия писали о новинках моды, светской жизни и садоводстве, но Блай начала с серии статей о положении работающих женщин, что в газете не одобрили. Затем она в 21 год по собственной инициативе в качестве иностранного корреспондента отправилась в Мексику (Mexico) и провела там почти полгода, отправляя в редакцию статьи о жизни и обычаях мексиканского народа, которые позже были опубликованы в виде книги. В одной из статей Блай протестовала против ареста местного журналиста и обличала тираническое правление Порфирио Диаса (Porfirio Díaz), и в результате под угрозой ареста была выдворена из страны.
В 1887-м Блай сменила Питтсбург на Нью-Йорк (New York City), провела там четыре месяца без цента в кармане, но в итоге ей удалось договориться с газетой Джозефа Пулитцера (Joseph Pulitzer) 'New York World' о тайном расследовании в женском приюте для умалишенных. Симулировав душевную болезнь и амнезию и обманув нескольких докторов, Блай добилась своего и провела десять дней в лечебнице, чтобы позже выступить с разоблачительной статьей об ужасающих условиях, в которых существуют пациентки лечебницы, об издевательствах персонала и о том, что часть пациенток явно попала туда по ошибке. Статья стала сенсацией и привела к тому, что положением в лечебницах такого рода заинтересовалась не только общественность, но и власти, существенно увеличив бюджет Департамента общественной благотворительности и исправительных учреждений.
Следующим громким предприятием Нелли Блай стало кругосветное путешествие 1889 года, которая она ухитрилась завершить за 72 дня, 6 часов, 11 минут и 14 секунд, установив новый мировой рекорд и посетив при этом Англию (England), Францию (France), где встретилась с Жюлем Верном, Италию (Italy), Суэцкий канал (Suez Canal), Цейлон (Ceylon), Сингапур (Singapore), Гонконг (Hong Kong) и Японию (Japan).
В 1895 году Нелли вышла замуж за промышленника-миллионера Роберта Симена (Robert Seaman), который был на 40 лет старше ее. Она ушла из журналистики и стала президентом 'Iron Clad Manufacturing Co.', производившей стальные контейнеры, молочные банки и котлы. В 1904-м она овдовела. Некоторое время она была одной из ведущих женщин-фабрикантов в Соединенных Штатах (United States), но совершаемые сотрудниками хищения привели ее к банкротству, и Блай была вынуждена вернуться к профессии журналиста. В то же время она активно занималась благотворительностью, уделяя особое внимание сиротам, оставшимся без попечения родителей.
Она умерла от пневмонии в нью-йоркской больнице St. Mark's Hospital 27 января 1922 года, в возрасте 57 лет, и была похоронена в скромной могиле на кладбище Woodlawn Cemetery в Бронксе (Bronx).