Родилась в д. Осетище, Витебской губернии (ныне Докшицкий р-н Витебской обл.). Родители будущей художницы происходили из Борисовского уезда Беларуси. Мать, Мария, родилась в местечке Зембине. Отец, Пётр, — в Мужанке.

В 1919 г. Надя Ходасевич приезжает в Смоленск, и поступает в Государственные свободные мастерские, «Свомас». Здесь она столкнулась с отчаянно смелыми идеями переустройства мира силами искусства. В смоленском Свомас действовал филиал Витебского УНОВИС, созданный и возглавленный ведущим авангардистом Казимиром Малевичем. Юную художницу поразила новизна системы восприятия мира в новом искусстве, о которой ей рассказали её наставники, ученики Малевича, живописец-авангардист и теоретик Владислав Стржеминский и его жена, скульптор-конструктивист Катаржина Кобро.

Через короткое время Надя Ходасевич оказалась в Варшаве, где её без экзаменов приняли в число студентов Варшавской Академии художеств. Она живёт в монастырском приюте, подрабатывает модисткой. В Академии Надя познакомилась с художником Станиславом Грабовским. Жизнь в Варшаве в консервативной семье родителей мужа тяготила и мало вязалась с авангардистскими идеалами молодых супругов. Они отправляются в Париж, чтобы продолжить обучение.

В следующем, 1924 г. пара приезжает в Париж. Надя Ходасевич завершает своё обучение, стажируясь в Академии современного искусства, возглавляемой Фернаном Леже.  В 1927 г., вскоре после рождения дочери Ванды, супруги расходятся.

В начале Второй мировой войны Надя Ходасевич вступила в Движение Сопротивления; в оккупированном Париже участвовала в подпольной работе. В 1944 г. вступила в Союз советских патриотов и Союз помощи бывшим военнопленным. В 1945-м организовала аукцион живописи; предоставила свои работы и убедила участвовать в аукционе знаменитостей: Пикассо, Брака. Собранные средства были отправлены в пользу советских военнопленных и депортированных.

Через некоторое время после смерти первой жены, Жанны Лои, Фернан Леже стал оказывать бывшей слушательнице Академии, а теперь его личной ассистентке, Наде Ходасевич-Грабовской знаки особого внимания. Фернан и Надя поженились 21 февраля 1952 г. 17 августа 1955 г. Фернана Леже не стало. В память о муже в городке Биот Ходасевич-Леже взялась организовать Музей Леже с масштабной коллекцией его работ. 

Ходасевич-Леже стала популяризатором творчества Фернана Леже в СССР, — привозила его картины (и для выставок, и в подарок музеям) в Москву. 10 апреля 1972 г. советское правительство Указом Президиума Верховного Совета СССР наградило Ходасевич-Леже орденом Трудового Красного Знамени с формулировкой «за большой вклад в развитие советско-французского сотрудничества».