Budapesten látta meg a napvilágot, apja hivatásos katona volt. Ő maga is ezt a pályát választotta, mert apja nyomdokaiba akart lépni. Tízévesen lett a pécsi kadétiskola növendéke, 1943-44-ben a Ludovika Akadémia hallgatója volt. 1945-ben a budapesti Pázmány Péter Tudományegyetem (ma Eötvös Loránd Tudományegyetem) magyar–olasz–művészettörténet szakára iratkozott be, első írásai 1947-től a Vigilia című katolikus folyóiratban jelentek meg. Egész életében elkötelezett hívő embernek vallotta magát.
Diplomájának megszerzése után, 1950-től Budapesten tanított (egy ideig Pilinszky Jánossal együtt), 1956-tól a Magvető Könyvkiadónál volt szerkesztő. A film világa iránt érdeklődő Nemeskürtyt 1959-ben a Híradó és Dokumentumfilmgyár dramaturgiai vezetőjének nevezték ki, 1961-től filmtörténetet oktatott a Színház- és Filmművészeti Főiskolán. 1963-tól a Magyar Filmgyártó Vállalat (Mafilm) stúdióvezetője, 1972-től a Budapest Filmstúdió, 1984-től a Magyar Filmintézet igazgatója volt 1987-es nyugdíjba vonulásáig.
A rendszerváltozás időszakában, 1990 januárja és áprilisa között a Magyar Televízió elnöki tisztét töltötte be, emellett különféle társadalmi szervezetekben viselt magas tisztségeket. A 90-es években elnöke volt egyebek között az egyetemi és főiskolai oktatók kamarájának, a magyar ösztöndíjbizottságnak, a nemzeti etnikai kisebbségi és a Magyar Könyv Alapítvány kuratóriumának. 1993–1995 között a Magyar Írókamara elnöki tisztét is betöltötte, 1994-től a Magyar Művészeti Akadémia tagja, 2011-től tiszteletbeli tagja, 1996-tól a Magyar Újságírók Közösségének (MÚK) tiszteletbeli elnöke volt.
1998 és 2001 között kormánybiztosként a millenniumi ünnepségek szervezését irányította, munkáját a Magyar Köztársasági Érdemrend nagykeresztjével ismerték el. 2001-ben vehette át az újjáalapított Corvin-láncot.
1957-ben az irodalomtudomány kandidátusa, 1966-ban doktora lett, 1979-től egyetemi tanár volt.
Ismertségét igazán a hazaszeretet, a nemzeti lelkiismeret és felelősség kérdését boncolgató történelmi, kultúrtörténeti könyveinek köszönhette, amelyekben a megszokottnál sokkal őszintébben és mélyebben tárt fel bizonyos történelmi helyzeteket, személyeket. 1966-ban nagy vitákat kavart Ez történt Mohács után című munkája, amely az 1526-os mohácsi csata és Buda 1541-es török kézre kerülése közti időszakot vizsgálta. 1972-ben jelent meg a Requiem egy hadseregért című könyve, amely a második világháborúban a Don-kanyarnál harcoló 2. magyar hadsereg tragikus sorsát dolgozta fel.
A hetvenes években kötete jelent meg Dózsa Györgyről, a magyar történelem legjelentősebb parasztháborújának vezéréről, az 1848-1849-es magyar polgári forradalom és szabadságharc hőseiről, kor- és életrajzot adott közre első európai rangú, magyar nyelven verselő költőnkről, Balassi Bálintról, 1988-ban publikálta Erdély 1916–1967 közti időszakáról szóló művét, Édes Erdély. Erdélyi krónika címmel. 1989-ben jelent meg Mi, magyarok című ismeretterjesztő munkája, 1990-ben magyar Biblia-fordításokból készített válogatást.
Filmesztétikai tanulmányainak sorából kiemelkedik Federico Felliniről írott könyve (1974), a magyar kultúra évszázadait Kis magyar művelődéstörténet című kötetében foglalta össze (1992), 1993-ban jelent meg A magyar irodalom története című munkája. Írt filmforgatókönyveket (Egri csillagok, Mint oldott kéve, a Mindszentyről szóló Devictus Vincit, Sacra Corona) és színműveket is (A hollószárnyú enyészet, Magyar Dekameron, Szép ének a gyulai vitézekről, A betűk csendjében, Hantjával ez takar).
1998-ban publikálta Elrepült a gyors idő című önéletrajzát, 2005-ben jelent meg Mi végre vagyok a világon címmel életinterjúja, amelyben beszélgetőtársa Koltay Gábor filmrendező volt. 2011-ben került a könyvesboltokba Vallani és vállalni. A hatalomváltás labirintusában című kötete.
Munkásságát számos kitüntetéssel ismerték el. Többek között 1971-ben Balázs Béla-díjjal, 1979-ben József Attila-díjjal, 1992-ben Széchenyi-díjjal tüntették ki. 2002-ben II. János Pál pápától a Nagy Szent Gergely-rend tisztikeresztje a csillaggal kitüntetést vehette át. 2003-ban Prima Primissima díjat, 2004-ben Szent István-díjat kapott.
A Tanár Úr – ahogy a filmes és tudományos világban is emlegették – 90 évesen, 2015. október 8-án hunyt el Budapesten. A XIII. kerületben egykori lakóhelye közelében, a Pozsonyi úton 2020-ban avatták fel mellszobrát, és lakóháza falán emléktáblája is látható. 2023-ban filmszakmai hagyatéka bekerült a Nemzeti Filmintézet (NFI) Filmarchívumába. A Nemzeti Közszolgálati Egyetemen 2024-ben létrejött tanárképző kar a nevét viseli, szintén a múlt évben emlékére konferenciát rendeztek, és a Helyi Televíziók Országos Egyesülete díjat alapított. Koltay Gábor Nemeskürty 100 című dokumentumfilm-sorozata „a magyar kultúrtörténet utolsó polihisztorának” munkássága előtt tiszteleg.
A száz évvel ezelőtt született Nemeskürty István előtt tiszteleg a közmédia
A Duna World május 12-től, hétfőtől szombatig tűzi műsorára a Széchenyi napjai című 1985-ös tévéfilmet. A hétköznap 11.50-től, szombaton pedig 11.10-től látható, a „legnagyobb magyar” életének meghatározó eseményeit a reformkor politikai és társadalmi környezetének tükrében bemutató, hatrészes sorozat forgatókönyvét Nemeskürty István írta. Az egyes epizódok részletesen ábrázolják Széchenyi küzdelmeit a haladásért, miközben bepillantást engednek a magánéletébe és lelki vívódásaiba is. A forgatókönyvet jegyző Nemeskürty István történészi és irodalomtörténészi tudásával, valamint kivételes írói érzékenységével nem csupán dokumentarista pontossággal rekonstruálta az eseményeket, hanem emberközelivé is tette Széchenyi alakját.
Szintén Nemeskürty István forgatókönyve alapján forgatott filmmel tiszteleg életműve előtt a Duna. A Várkonyi Zoltán rendezésében készült, 1968-ban bemutatott Egri csillagok című kétrészes történelmi filmet vetíti a csatorna. A Gárdonyi Géza nagyszabású történelmi regénye nyomán készült ikonikus alkotás első részét május 13-án 20.50-től, majd másnap 21 órától a folytatást tekinthetik meg. A filmen kívül május 14-én Nemeskürty István munkássága kap kiemelt szerepet a Duna magazinműsoraiban, a délelőtti Család-barátban és a délutáni Családi körben is.
A száz éve született Nemeskürty Istvánra emlékezik születésnapján, május 14-én az M5 kulturális csatorna Minden csak jelenés – Nemeskürty István emlékezete című 19 órától látható portréműsorral, majd május 16-án, pénteken a 20 órakor kezdődő Ez itt a kérdés is tematikus adással várja nézőit Nemeskürty István és a magyar történelmi emlékezet címmel.
A Kossuth Rádióban május 14-én reggel a Napi jegyzetben Takaró Mihály emlékező gondolatai hallhatók. A Rádiószínház esti sávjában május 14-től emlékezik a rádió Nemeskürty Istvánra Bánffy Miklós novelláival és A nagyúr című drámájával, majd a hétvégén két részben a Rekviem egy hadseregért című Nemeskürty-mű rádiós adaptációja hangzik el.
