Σπούδασε Φυσική στο Εθνικό Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών από όπου απoφοίτησε το 1971. Συνέχισε τις σπουδές του στο Πανεπιστήμιο Sussex της Αγγλίας, όπου απέκτησε το διδακτορικό του (Ph.D.), στην Θεωρητική Φυσική των Υψηλών Ενεργειών.
Διετέλεσε ερευνητής στο Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών Ευρώπης (CERN) στην Γενεύη Ελβετίας και επί σειρά ετών ανήκε στο ανώτερο ερευνητικό προσωπικό του κέντρου. Επίσης ερευνητής στην Ecole Normale Superieure, Παρίσι, Γαλλία και στο Πανεπιστήμιο Harvard, Cambridge, USA. Αργότερα εξελέγη καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Texas A & M, College Station, όπου από το 1992 είναι διακεκριμένος (distinguished) καθηγητής και από το 2002 κατέχει την έδρα (chair) Mitchell-Heep της Φυσικής Υψηλών Ενεργειών, προικοδοτούμενη (endowed) με το ποσόν του ενός εκατομμυρίου δολαρίων.
Είναι επίσης Διευθυντής του Κέντρου Αστροσωματιδιακής Φυσικής του Κέντρου Προχωρημένων Ερευνών του Houston (ΗΑΡC) στο Houston, Texas, USA, όπου επίσης διευθύνει ένα ερευνητικό τμήμα του World Laboratory, που εδρεύει στην Λωζάνη, Ελβετίας. Το 1997 εξελέγη τακτικό μέλος της Ακαδημίας Αθηνών.
Kύρια ερευνητική του ασχολία είναι η Φυσική Υψηλών Ενεργειών και η Κοσμολογία. Στόχος των ερευνών του αποτελεί η δημιουργία μιας ενοποιημένης θεωρίας όλων των δυνάμεων στην Φύση, η θεωρία του Παντός, όπου θα δίνεται μία επιστημονική ερμηνεία του Σύμπαντος, από το πώς εμφανίστηκε, πως εξελίχθηκε και πως έχει την σημερινή μορφολογία του.
Από το 2005 έως το 2010 υπήρξε Εθνικός Εκπρόσωπος στο Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών Ευρώπης (CERN), από το 2005 έως το 2009 διετέλεσε Πρόεδρος του Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας και Τεχνολογίας (Ε.Σ.Ε.Τ.) και από το 2005 έως το 2006 Εθνικός Εκπρόσωπος στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA).
Η βιογραφία του κου Νανόπουλου φιλοξενείται στις σελίδες του Who is Who από το 2007 έως και σήμερα.
