עורכת ומשוררת
נולדה בתל אביב. אלמנתו של המשורר נתן יונתן. בעלת תואר שני בספרות מאוניברסיטת תל אביב (1975) ותואר שני בספרות אמריקנית מקווינס קולג', ניו יורק (1985). עבדה שנים רבות כמורה וכרכזת הוראה לספרות בבית הספר "תיכון חדש" בתל אביב. כמו כן ערכה את הספר על שפת השיר – אנתולוגיה להוראת שירה עברית בכיתות הגבוהות של ביה"ס התיכון (1989). הרצתה בימי עיון, בכנסים ובסדנאות באוניברסיטאות שונות ברחבי הארץ ועבדה כמתרגמת בהוצאות ספרים שונות.
עם מותו של המשורר נתן יונתן הפכה כרמל-יונתן לאחראית על עיזבונו וכן למנכ"ל "העמותה לשימור זכרו ומורשתו הספרותית של המשורר נתן יונתן". במסגרת תפקידה זה ערכה עם דב אלבוים את הספר שירים שנותרו (2007). כרמל-יונתן ספגה ביקורות על מלאכת העריכה של הספר, בעיקר על כך ששינתה חלק ממילות השירים. בנוסף, ערכה את הספר חמישים שנות זמר וסיפור ממיטב שיריו של נחום היימן (1998).
ספר שיריה שירים בקצה המנהרה (זמורה-ביתן, 1986) כולל כעשרים שירים העוסקים בחייה, ובהם שלושה המוקדשים לבנה מנישואיה הראשונים לאורי כרמל, שנולד כחצי שנה לאחר נפילת אביו בתאונת מטוס ב-1964 ונקרא על שמו. על הספר, שהתפרסם טרם נישאה לנתן יונתן, חתמה בשם נילי כרמל-פלומין.
נפטרה ב-2014.

הרניק, רעיה. "פענוח השיר כחוויה: על ספר שיריה של נילי כרמל-פלומין (יונתן)". ידיעות אחרונות לשבת. 19.12.1986. 23.

יעל רובין-שנהר