Nicolas Maury voit le jour à Saint-Yrieix-la-Perche en Haute-Vienne le 14 octobre 1980. Passionné dès son plus jeune âge par le cinéma et le métier de comédien, il entre à l'âge de 18 ans au Conservatoire National de région de Bordeaux. Il suit des cours pendant trois années puis entre au Conservatoire National d'Art Dramatique de Paris, dont il sort diplômé en 2004.
La carrière d'acteur de Nicolas Maury commence alors qu'il vient d'entrer au Conservatoire National de Bordeaux. Le jeune homme obtient en effet un petit rôle dans le film Ceux qui m'aiment prendront le train de Patrice Chéreau. Il tourne dans son deuxième long-métrage quelques années plus tard en interprétant le rôle de Gauthier dans Les Amants réguliers (2005) de Philippe Garrel. Parallèlement à sa carrière d'acteur de cinéma, Nicolas Maury joue au théâtre. Il y travaille, entre autres, aux côtés de Philippe Minyana et Florence Giorgetti. En 2015, il obtient le rôle récurrent de Hervé André-Jezak dans la série télévisée Dix pour cent.
Son premier long-métrage comme réalisateur, Garçon chiffon, sort en 2020 avec Nathalie Baye dans le rôle de sa mère, mais aussi Arnaud Valois et Laure Calamy.