Nicolas Gob se passionne depuis son enfance pour le sport. Il pratique ainsi l'athlétisme, le karaté et la danse, mais surtout le tennis, son rêve étant de devenir joueur professionnel. Parallèlement, il joue dans plusieurs pièces de théâtre au collège et au lycée, ce qui le pousse finalement à entreprendre une carrière d'acteur. Le jeune homme intègre alors la célèbre école de théâtre Parallax dans la capitale Belge, puis commence à enchaîner les castings avec une cadence soutenue.

C'est principalement par le biais du petit écran et ses nombreux téléfilms qu'il effectue ses premiers pas. Après être apparu dans Un paradis pour deux (2002), Procès de famille (2003), Mon vrai père (2004) ou encore Un fils sans histoire (id.), Nicolas Gob incarne un personnage important dans le drame Un amour à taire (2005), celui du frère de Jérémie Renier. Il joue ensuite un policier homosexuel dans la série Les Bleus, premiers pas dans la police, comprenant quatre saisons.

Dans Un village français, se déroulant sous l'Occupation allemande dans une petite sous-préfecture du Jura, Nicolas Gob campe Jean Marchetti, un collaborateur. Après avoir côtoyé Clovis Cornillac dans Chefs, le comédien porte la série L'Art du crime en compagnie d'Eléonore Gosset, où il joue un ancien policier de la brigade criminelle enquêtant sur des vols de biens culturels. Une prestation montrant une fois de plus à quel point les personnages membres des forces de l'ordre constituent une régularité dans sa carrière.

Preuve supplémentaire de cette constante : en mars 2019, Nicolas Gob donne la réplique à Anne Marivin dans Sous la peau, une mini-série en trois épisodes dans laquelle une femme flic gravement malade et son partenaire traquent un tueur en série.

Côté cinéma, Nicolas Gob apparaît dans des films plus ou moins populaires comme Cannibal (2010), Camping 2 (id.), Noir océan (2011), La Belle et la Bête (2014), La Taularde (2016) et Cézanne et moi (id.). Mais c'est en 2019 que sa notoriété s'accentue lorsqu'il est choisi pour camper le rôle principal des Crevettes pailletées réalisé par Cédric Le Gallo et Maxime Govare. Cette comédie jouant sur la très cinématographique thématique du choc des cultures suit un vice-champion du monde de natation contraint d'entraîner une équipe de water-polo gay. Il confie au sujet de ce personnage :

"Il est antipathique parce qu’il est complètement en dehors de son milieu. C’est un champion de natation, qui, lors d’une défaite, va perdre son sang-froid et tenir des propos homophobes. Pour réparer ce faux-pas, il va devoir entraîner une équipe de water-polo gay. Il va falloir qu’il apprenne à se détendre pour réussir à installer une communication. J’ai souvent joué des rôles d’homosexuels, notamment à la télé. Cette fois-ci, je joue le personnage qui va découvrir une nouvelle manière d’aborder la vie, en même temps que les spectateurs."

La comédie réalisant presque 600 000 entrées sur le sol français, une suite voit le jour en 2022. Intitulé La Revanche des Crevettes pailletées, ce second opus voit l'irrésistible équipe de water-polo contrainte de passer par la Russie, une région très homophobe, pour se rendre à une compétition se déroulant à Tokyo. Entre les deux, Nicolas Gob est à l'affiche de deux téléfilms policiers : Le Pont des oubliés et La Promesse de l’eau.