Cuando tenía 16 años y, mientras cursaba el secundario, empezó a trabajar como músico callejero.

Al terminar la escuela se dedicó de lleno a la música, lo cual dio sus frutos. En 2009 participó por primera vez en el Festival de Folklore de Cosquín. Así conoció a Luis Salinas y tocó con él en sus conciertos.

En 2012 graba su disco debut independiente: “Nahuel Pennisi, el Sueño de la Canción”.

En octubre de 2015 consigue un contrato en el sello Sony Music. El 11 de diciembre sale a la venta “Primavera”. Contiene 13 canciones de Nahuel y compositores amigos y dos versiones: “El Necio”, de Silvio Rodríguez y “Oración del Remanso”, del rosarino Jorge Fandermole. En el primer sencillo homónimo participa Franco Luciani en armónica. Además colaboraron Teresa Parodi, Chango Spasiuk, Luis Salinas y Tery Langer (Carajo).

El 29 de abril de 2016 presenta en vivo “Primavera” en el ND Teatro. Este material se llevó una nominación en los premios Latin Grammy como Mejor Álbum Folklórico. Allí, en Las Vegas, Nahuel subió al escenario y tocó “Primavera”, dejando perpleja a la audiencia.

El 4 de agosto de 2017 lanza "Feliz", segundo álbum, presentado en vivo en el Teatro Ópera el 16 de octubre, con un invitado de lujo: Abel Pintos. El nuevo LP cuenta con 14 canciones y una colaboración: Niña Pastori en "Somos". El 27 de noviembre es declarado "Personalidad Destacada de la Cultura" por la Legislatura de la Ciudad de Buenos Aires.

En octubre de 2018 participó como invitado cantando tres canciones en los conciertos que Silvio Rodríguez dio en el Luna Park, los días 25 y 26.

El 18 de octubre de 2019 lanza "Compañera", tema super cálido y emotivo que llega justo unos días antes del día de la madre.

El 26 de febrero de 2020, Nahuel Pennisi se presentó por primera vez en el Festival internacional de la canción en Viña del Mar, Chile. Representó a la Argentina en el certamen con su canción "Avanzar" y obtuvo 5,3 puntos y el promedio nacional quedó en 6,5 puntos (el máximo es 7). Obtuvo dos Gaviotas: "Mejor Intérprete de Folclore" y "Mejor Canción".
El 12 de junio estrena "Vuelve”, adelanto de su próximo álbum. El 18 de septiembre lanza presenta "Universo Paralelo", último adelanto de su tercer álbum que saldrá a la luz próximamente. El 25 de noviembre lanza junto a Abel Pintos, una canción titulada "Mundo". El 3 de diciembre lanza "Renacer", su tercer álbum, una colección de trece canciones que combinan producciones propias y originales, con algunos clásicos del folklore y la música latinoamericana.

El 5 de agosto de 2021 lanza el single "El circo de la realidad", versión del tema de Pedro Guerra. Esta canción es la apertura de la película "La panelista, el circo de la realidad" protagonizada por Florencia Peña.
Este año recibe una nueva nominación al Latin Grammy por su álbum “Renacer” en la categoría “Mejor álbum folclórico”, y realiza una gira llamada "A solas" por Argentina.
Luego de realizar una gira musical por Argentina, el 10 de diciembre presenta el disco "Renacer" en el Teatro Ópera de Buenos Aires.

El 19 de diciembre lanza junto a Nahue Pennisi "Trátame Suavemente" en el marco del ciclo "Huésped Sinfónico" de la Fundación Huésped.

El 31 de diciembre estrena el single "Universo paralelo" junto a La K`onga.

Durante 2022 realiza una serie de presentaciones en vivo por Argentina.
En mayo, se presenta en vivo en Buenos Aires, en shows de gran convocatoria y la apertura musical de Yanina Hernández.
Ese mismo mes participa del programa televisivo "Puente musical" conducido por Florencia Otero y Germán Tripel.
El 10 de agosto presenta el single y videoclip "La noche", una cumbia realizada junto a La Delio Valdez.
El 28 y 30 de noviembre y el 1 de diciembre es el encargado de abrir los shows Sold out de Ricky Martin el Estadio Movistar Arena.
El 13 de diciembre lanza el single "Zona de promesas" junto a Jey Mammon.
El 16 de septiembre lanza el tema "Mundo a Qatar" en homenaje a la Selección Argentina.