Военный лётчик, участник Первой мировой войны, кавалер ордена Святого Георгия
Родился в Нижнем Новгороде, в семье военного.
Младший брат Николая Николаевича Нестерова.
Отец Маргариты Петровны Нестеровой.
Окончил Нижегородский кадетский корпус (1904 г.) и Михайловское артиллерийское училище в городе Санкт-Петербурге (1906 г.).
Служил в 9-й Восточно-Сибирской стрелковой артиллерийской бригаде (г. Владивосток). Был членом Нижегородского общества воздухоплавания.
В 1912 году сдал экзамены на звания пилота-авиатора и военного лётчика, а уже в 1913 году окончил авиационный отдел Офицерской Воздухоплавательной школы. Находясь в авиационном отряде в Киеве, модифицировал стоявший на вооружении в армии самолёт «Ньюпор-4», разработал конструкцию семицилиндрового двигателя, занимался разработками скоростного одноместного самолёта.
9 (22) сентября 1913 года над Сырецким полем киевского аэродрома на самолете «Ньюпор-4» совершил «мёртвую петлю».
За это он был удостоен золотой медали Киевского Общества воздухоплавания. Во время Первой мировой войны командовал авиационным отрядом на Юго-Западном фронте.
Он осуществлял не только разведку, но и бомбардировку, и был настолько умелым лётчиком, что австрийское командование назначило за его обезвреживание крупную награду.
В районе городка Жолква штабс-капитан Нестеров совершил свой последний подвиг: впервые в истории боевой авиации он применил таран, сбив австрийский разведывательный самолёт ценой собственной жизни.
Похоронен в городе Киеве (Украина) на Лукьяновском кладбище.
Награды: ордена Св. Анны 3-й степени (07.03.1913); Св. Станислава 3-й степени (25.12.1912); Св. Владимира 4-й степени (09.08.1914); Св. Георгия 4-й степени (25.01.1915, посмертно).
Память: в Нижегородском районе Нижнего Новгорода его именем названа улица, на которой установлен памятник лётчику.
На корпусе № 2 в Нижегородском кремле открыта мемориальная доска.
