Nick Nolte, de son vrai nom Nicholas King Nolte, débute une carrière de footballeur avant de se passionner pour le théâtre. Il fait alors ses débuts d'acteur au Pasadena Playhouse, puis se perfectionne à la Stella Adler Academy de Los Angeles. L'acteur se produit ensuite en tournée dans des théâtres régionaux pendant plusieurs années avant d'accéder à la notoriété grâce à son rôle récurrent dans la série Le Riche et le Pauvre. Fort de cette prestation télévisuelle, il partage, aux côtés de Jacqueline Bisset, l'affiche des Grands fonds (1977), un film d'aventures sous-marines signé Peter Yates.

Vétéran désabusé dans Les Guerriers de l'enfer (1978), Nick Nolte aime jouer des personnages forts en caractère. Mâchoire carrée et silhouette massive, il remporte les faveurs du public grâce à sa performance inspirée d'un flic à la limite de la révocation dans l'un de ses plus grands succès, 48 heures (1982), et sa suite 48 heures de plus (1990) aux côtés d'Eddie Murphy. Dans les années 80, l'acteur s'investit à fond dans chacun de ses rôles - photographe de guerre dans Under fire (1983), Texas ranger dans Extrême préjudice (1987), roi d'une tribu de Bornéo dans L'Adieu au roi (1989) -, poussant à l'extrême les méthodes de l'Actor's Studio au risque de mettre en danger sa santé et son équilibre.

Au début des années 90, Nolte reprend le rôle tenu à l'origine par Gregory Peck dans le remake des Nerfs à vif signé Martin Scorsese et donne la réplique à Robert De Niro. Avocat dans ce thriller, Nick Nolte se retrouve de l'autre côté de la loi pour camper des flics pourris (Contre enquête, U-turn) ou sombrant dans la folie (Affliction, Le Veilleur de nuit). Multipliant les cures de désintoxication, cette gueule de cinéma se rachète une conduite en adhérant à l'univers raffiné et élégant de James Ivory (Jefferson à Paris, La Coupe d'or) et en entamant une fructueuse collaboration avec Alan Rudolph (L'Amour, et après, Breakfast of champions, Trixie, Investigating sex).

Père de David Banner dans la grosse production hollywoodienne Hulk (2003), Nick Nolte préfère toutefois participer à des films indépendants et contribuer au succès du cinéma d'auteur. Ainsi, il tourne sous la direction de cinéastes de renom comme Terrence Malick pour lequel il campe un militaire gouailleur dans La Ligne rouge (1999), Neil Jordan qui l'imagine en cambrioleur amateur d'art dans L'Homme de la Riviera (2003), Michael Polish (Northfork) ou encore Olivier Assayas (Clean).

Nick Nolte enchaîne par la suite des productions plus intimistes comme Quelques Jours en Septembre (2006) de Santiago Amigorena aux côtés de la Française Juliette Binoche, Peaceful Warrior de Victor Salva et Shalimar Reodica ou Paris, je t'aime. En 2008, le comédien renoue avec la comédie et tourne sous la houlette de Ben Stiller dans le déjanté Tonnerre sous les Tropiques. L'acteur continue sur sa lancée et officie dans la comédie animalière Comme chiens et chats - La Revanche de Kitty Galore en 2010.

Gavin O'Connor lui offre en 2011 un rôle en or dans Warrior qui lui vaut une nomination à l'Oscar du meilleur second rôle. Nolte campe Paddy Conlon, père de Tom Hardy et Joel Edgerton dans le film. Sa prestation de père brisé est unanimement saluée et le film est un succès. Le comédien fait ensuite un tour du côté de la télévision en tournant dans Luck aux côtés de Dustin Hoffman. Nick Nolte est très en vue en 2012 avec des rôles dans les nouveaux films de Robert Redford (The Company You Keep), Taylor Hackford (Parker) et Ruben Fleischer (Gangster Squad). Dans ce dernier, où se combattent gangs de bandits et de policiers, Nolte donne la réplique à Sean Penn et Ryan Gosling.