Репертуар Нинель Ткаченко охватывает 25 ведущих сопрановых партий в русских и зарубежных операх, 8 из которых принадлежат перу Верди. Они принесли артистке заслуженную славу вердиевской певицы. Но и другие её роли были не менее заметными: она создала полные драматизма образы Татьяны в «Евгении Онегине» и Лизы в «Пиковой даме» Чайковского, Наташи в «Русалке» Даргомыжского. В 1976 году на оперном фестивале в Венгрии Нинель Ткаченко с огромным успехом выступила в роли Абигайль в опере Верди «Набукко» и стала первой советской исполнительницей этой партии.
Нинель Александровна была ведущей солисткой Львовского, Минского, Одесского театров оперы и балета, Большого театра СССР, а с 1981 года — солисткой Московской филармонии. Также певица увлеченно работала и в камерном жанре. В её обширном концертном репертуаре были редко исполняемые оперные арии, романсы и народные песни.
Нинель Ткаченко сделала множество записей, вошедших в золотой фонд Всесоюзного радио. Много сил и времени она отдавала педагогике: руководила вокальной мастерской Концертного объединения Московской филармонии. Выдающиеся заслуги Нинель Ткаченко отмечены высокими наградами — она народная артистка СССР, кавалер орденов Почета и «За заслуги перед Отечеством» IV степени, Фонд имени Чайковского наградил её памятным знаком «Золотой Аполлон» «… за святое служение искусству».