Nahuel di Pierro naît à Buenos Aires en 1984. Il se forme à l'Institut Artistique du Théâtre Colón où il fait ses débuts de chanteur avec des rôles tels que Masetto dans Don Giovanni de Mozart ou encore Haly dans L'Italienne à Alger de Rossini. Il y prend également en 2006 le rôle de Colline dans La Bohème de Puccini et celui de Guglielmo dans Cosi fan tutte de Mozart.

En 2009, la carrière de Nahuel di Pierro se développe en dehors d'Argentine : la basse chante à l'Opéra National de Paris le Premier Nazaréen dans Salomé de Strauss (il y retourne régulièrement jusqu'à la fin du mandat de Nicolas Joël en 2014). En 2012, il retrouve le personnage de Colline dans La Bohème au Festival de Glyndebourne. En 2013, il chante Selim dans Le Turc en Italie à Nantes, rôle qu'il reprend l'année suivante à Luxembourg, année où il reprend La Bohème à Bordeaux. En 2015, il chante Teucer et Isménor dans Dardanus de Rameau, d'abord à Bordeaux puis à Versailles.

En 2015, le rôle de Masetto dans Don Giovanni lui ouvre les portes du Royal Opera House de Londres avant qu'il ne débute à Zurich en Lord Sidney dans Le Voyage à Reims de Rossini. Il y revient en 2016 pour King Arthur de Purcell où il chante Le Génie du Froid, avant de retrouver Guglielmo dans le provocant Cosi fan tutte dirigé par Christophe Honoré au Festival d'Aix-en-Provence. Il interprète ensuite son premier Osmin dans L'Enlèvement au Sérail à Zurich et au Théâtre des Champs-Elysées. Il se produit en 2017 dans Médée de Charpentier (Créon) à Zurich, en Assur dans Semiramide de Rossini à l'Opéra national de Lorraine, puis dans Don Giovanni mais cette fois en Leporello à Aix. En 2018, il prend le rôle-titre de cet opus à Tel Aviv, avant de chanter Le Gouverneur dans Le Comte Ory à Zurich et Mustafà dans L’Italienne à Alger au Teatro Colon. A Zurich, il incarne successivement Sénèque dans Le Couronnement de Poppée par Calixto Bieito et Cadmus et Somnus dans Semele. En 2019, il débute à Salzbourg dans La Mort d'Abel de Caldara ainsi qu'à Pesaro dans Semiramide et à l'Opéra Comique dans le rôle-titre d'Ercole Amante. En 2020, il débute à Genève dans L'Enlèvement au Sérail et à Bogota dans le rôle-titre de Don Giovanni. Il débute à Monte-Carlo en Gouverneur dans Le Comte Ory en 2021 et au Bolshoi en 2022 avec le rôle de Leporello. Cette année-là, il retrouve l'Opéra de Paris en Satyre et Cithéron dans Platée et chante Claudio dans Agrippine à Drottningholms. 2023 lui offre le rôle-titre des Noces de Figaro à Houston et ses débuts au Liceu en Sénèque dans le Couronnement de Poppée. Il chante aussi dans l'émission Musiques en fêtes. 

En 2023/2024, Nahuel di Pierro retrouvera Selim dans Le Turc en Italie à Zürich en septembre, puis il chantera le Requiem de Mozart à Ambronay, au TCE et à Dortmund en octobre. En novembre, il interprètera Noé dans le rare Déluge universel de Donizetti à Bergame. En janvier 2024, il chantera Créonte dans Médée de Cherubini pour ses débuts à La Scala de Milan, où il restera en mars en Walter Furst dans Guillaume Tell. Enfin, il chantera Osmin dans L'Enlèvement au Sérail à Versailles en mai.