Londonfödda Nnadi har arbetat på modetidningen i 13 år och började som skribent innan hon avancerade till modechef och därefter till sin nuvarande roll som digitalredaktör på Vogue US.
"Chioma är omtyckt av sina kollegor på Vogue och en redaktör och skribent med ett oklanderligt rykte – både här och i modebranschen i stort. Hon har lyckats koppla tidningen till en digital publik och därigenom ökat räckvidden, säger Vogues globala chefredaktör Anna Wintour i ett uttalande.
Det väckte stor uppmärksamhet när Edward Enninful, 51, en före detta modell och stylist med rötter i Ghana, fick jobbet som chefredaktör för brittiska Vogue 2017. Som tidningens första manlige, första svarta och första homosexuelle redaktör sågs han som ett nytt och fräscht ansikte som skulle modernisera tidningen.
Senaste åren har det dock rapporterats om en maktkamp med Anna Wintour, som han enligt uppgifter har haft hopp om att få efterträda.
"Jag är så tacksam till Edward Enninful för allt han har åstadkommit på brittiska Vogue, och vi ser alla fram emot ett produktivt och kreativt samarbete med honom i hans nya roll", säger Wintour vidare i sitt uttalande.
Enninful ska nu få en "global rådgivande position" på Vogue.
Chioma Nnadi säger i en kommentar att hon är "mer än förväntansfull och hedrad" över att ta på sig ett av modevärldens mest inflytelserika jobb.