V roce 1997 debutoval v pouhých deseti letech v motokárách, o pět let později již vyhrál národní šampionát. V roce 2005 přestoupil do seriálu Formule BMW a ihned na sebe upoutal pozornost. Vyhrál takřka polovinu závodů a díky nejvyššímu počtu bodů získal mistrovský titul. Díky tomuto úspěchu byl nominován jako první jezdec německého národního týmu v poháru A1 Grand Prix. Zajistil Německu vítězství a od poloviny sezony celé sérii dominoval. Vyhrál šest z deseti hlavních závodů.

V roce 2007 se umístil na celkovém třetím místě ve své první sezoně v eurosérii formule 3.

Jeho manažerem se stal Willi Weber, který svého času zastupoval také bratry Ralfa a Michaela Schumacherovi. Přestože některé týmy formule 1 jevily zájem o angažmá mladého němce již pro sezonu 2007, rozhodl se Webber, že bude mnohem lepší, když se bude Nico minimálně jeden rok učit na postu testovacího jezdce u týmu ze středu pole. Nico Hülkenberg se stal testovacím jezdcem týmu Williams. V roce 2010 bude za Williams jezdil ve Formuli 1. V sezóně 2011 byl testovací jezdec Force Indie, pro kterou bude v roce 2012 závodit.