Né Nicholas Aloysius Adamshock d'un père mineur d'origine ukrainienne, Adams rencontre lors d'une audition à New York Jack Palance, lui aussi fils de mineur. Palance lui met le pied à l'étrier dans une troupe de comédiens.
En juin 1954, alors marin sur un bateau ancré à Long Beach il passe une audition auprès de John Ford et, ayant fait forte impression sur James Cagney, est embauché pour le film "Permission jusqu'à l'aube".
Ami de James Dean avec lequel il joue dans "la fureur de vivre" et ami d'Elvis avec lequel il fait de la moto, il fait partie de cette jeune génération d'acteurs qui monte.
Côté western, il joue dans "une étrangère dans la ville", "la dernière caravane", "Fury at Showdown", des rôles sans gros relief basés sur son allure juvénile.
Puis vient la série "The Rebel" créée par son ami Andrew Fenady. Dans une période où les héros de série sont stéréotypés, plutôt costauds physiquement, la série offre une vision plus réaliste de l'ouest et aborde le thème de la reconstruction après la guerre civile. La tenue d'Adams et son arme, voisine de celle de McQueen dans "Au nom de la loi", le rendent très populaire. L'interprétation, tout en nuance, laisse également transparaître des moments de violence pure jusqu'alors rarement vus dans les autres séries western.
Il tourne dans plusieurs séries western comme invité (Au nom de la loi, Trackdown, Hondo, Cimarron city, Yancey Derringer, Tales of the Wells Fargo, Rawhide, Zane Grey theater...). Côté cinéma, sa carrière n'a pas l'envol prévu. Il s'oriente vers des films de science-fiction et tourne au Japon. Il apparaîtra pourtant dans une trentaine de films.
Marié à l'actrice Carol Nugent, il a deux enfants Allyson Lee Adams (1960) et Jeb Stuart Adams (1961), ce dernier jouant un rôle récurrent dans la série "Les têtes brûlées".
En 1965, Nick Adams annonce sur un plateau télé sa séparation d'avec Carol Nugent. Ils se réconcilient début 66 puis se re-séparent à nouveau en fin d'année.
Le 7 février 1968, alors qu'il devait dîner avec son avocat et ami, il ne se présente pas au rendez-vous. Son ami, inquiet, se rend alors à son domicile et le trouve mort dans sa chambre, appuyé contre un mur.
L'autopsie fait apparaître des traces de plusieurs types de médicaments. Suicide ? Accident ? Le débat n'a jamais été tranché.
Il avait 36 ans.
