Con il suo film di esordio, The Woodsman - Il Segreto, Nicole Kassell si è dimostrata un'ottima narratrice, dotata dell'estetica di un filmmaker indipendente ma anche dell'abilità di un regista più commerciale.
The Woodsman, la prima sceneggiatura scritta dalla Kassell, è basata sulla commedia di Steven Fechter, e ha vinto il primo premio alla Slamdance Screenplay Competition del 2001. Nel 2003, Kassell ha iniziato la produzione di The Woodsman, interpretato da Kevin Bacon, Kyra Sedgwick, Benjamin Bratt, David Alan Grier, Mos Def e Eve. Il film racconta la storia di un pedofilo, interpretato da Bacon, che fa ritorno nella sua città natale dopo aver trascorso dodici anni in prigione, e del suo tentativo di iniziare una nuova vita. Il film è stato presentato in anteprima al Sundance Film Festival del 2004 ottenendo critiche entusiastiche. La Kassell è stata nominata per il Gran Premio della Giuria nella categoria dei film drammatici, e la pellicola, successivamente, è stata scelta da Newmarket Films (Monster, La Passione). In quello stesso anno, per il film, la Kassell ha ricevuto la candidatura al premio Humanitas. Il Premio Humanitas è stato istituito 30 anni fa per incoraggiare, stimolare e sostenere gli sceneggiatori e per dare loro il giusto riconoscimento che meritano. Prodotto da Lee Daniels Entertainment e Dash Films, The Woodsman - Il Segreto è uscito negli Stati Uniti il 24 dicembre del 2004.
Nel 2004 il film ha vinto il premio Special Recognition, conferito dal National Board of Review, mentre la Kassell ha ottenuto il Satyajit Ray Award al London Film Festival. Ai Gotham Awards Mos Def è stato candidato per il Premio per il Miglior Esordio, mentre la Kassell ha ottenuto la nomination come Miglior Regista Esordiente. Il film ha ricevuto diverse candidature e premi in differenti categorie al Deauville Film Festival, al Ghent International Film Festival e al Gijon International Film Festival.
Il film è stato premiato alla Quinzaine des Realisateurs del Festival del Cinema di Cannes del 2004 con l'Art Cinema Award (CICAE), e ha vinto il premio anche per la migliore composizione musicale. Nel 2005 il film ha ottenuto una nomination come Migliore Film Straniero ai British Independent Film Awards, oltre a diverse candidature in differenti categorie agli Independent Spirit Awards, ai Satellite Awards, e ha ricevuto due premi e una nomination ai Black Reel Awards.
La Kassell ha diretto due episodi del dramma poliziesco di successo della CBS Cold Case, un episodio di 3 Libbre, e un episodio dello show di successo di TNT, The Closet. È stata scelta per dirigere diversi film di prossima realizzazione, tra cui un adattamento del libro di Katherine Eban, dal titolo "Dangerous Doses", per A-line Pictures e HBO, un adattamento del libro di Sylvia Plath "The Bell Jar", per Plum Pictures, e un adattamento cinematografico del documentario Live Nude Girls, per Reason Pictures.
Kassell si è laureata presso il Graduate Film Program dell'Università di New York, dove il lavoro da lei svolto è stato premiato con un assistentato di due anni come insegnante, e le ha fatto ottenere un Outstanding Achievement Awards per la regia, la sceneggiatura, il montaggio e la produzione.
Mentre studiava presso la NYU, la Kassell ha prodotto e diretto tre cortometraggi: Jaime, che nel 1999 ha vinto il DGA Best Female Student Filmmaker Award e The Green Hour, che è stato insignito del Warner Brothers Pictures Film Production Award ed è stato anche selezionato per partecipare al Sundance Film Festival del 2002. I suoi cortometraggi sono stati proiettati in occasione di numerosi festival cinematografici di tutto il mondo e sono stati venduti in ambito internazionale.
La Kassell attualmente risiede a New York assieme a suo marito e a suo figlio.