Родился в Кастильоне-дей-Пеполи (Болонья) в 1942 году, живет в Лоди. После победы на нескольких конкурсах, в 1967 году дебютировал в Экспериментальном театре в Сполето, в роли Фигаро в «Севильском цирюльнике».

Начал обучение у Марио Бигацци, продолжил - в Болонье у маэстро Джузеппе Маркези, затем у Оттавио Биззарри.

С момента своего дебюта в 1977 году в «Севильском цирюльнике» постоянно выступает в Ла Скала в Милане, дважды открывал сезон этого прославленного театра.

Для Ла Скала записал оперы «Дон Карлос», «Аида» (дважды), «Севильский цирюльник», «Симон Бокканегра», «Трубадур», «Отелло», «Тоска», «Джанни Скикки» с такими дирижерами, как Клаудио Аббадо, Риккардо Шайи, Риккардо Мути, Лорин Маазель, сэр Георг Шолти. В 2007 году состоялся исторический концерт по случаю 30-летия его работы в Ла Скала, событие, запись которого вышла на DVD («Лео Нуччи: Тридцать лет в Ла Скала», компания Cmajor).

В 1979 году дебютировал в Венской опере в «Севильском цирюльнике». В этом театре он спел около 300 спектаклей и сделал несколько записей, получив звания «камерный певец» и «почетный артист труппы».

В Метрополитан в Нью-Йорке Лео Нуччи дебютировал в 1980 году в опере «Бал-маскарад». Участвовал в нескольких новых постановках, в записи опер «Бал-маскарад», «Сила судьбы», «Любовный напиток», «Севильский цирюльник», и нескольких гала-концертов.

Дебют в лондонском Ковент-Гарден состоялся в 1978 году в «Луизе Миллер» и с тех пор он поддерживает постоянное сотрудничество с этим залом.

В течение 31 года пел в Арена-ди-Верона, выступив более чем в 100 спектаклях, исполнив роль Риголетто в девяти разных постановках.

Наверное, единственный баритон в истории, певший Риголетто во всех ведущих театрах мира (в общей сложности более 450 выступлений).

В последние годы его домом стали театры Ла Скала в Милане, оперный театр в Цюрихе (дебют в 1982 году, «Луиза Миллер») и Королевский театр в Парме (дебют в 1967), где недавно Лео Нуччи был удостоен звания «почетный гражданин». С этими тремя театрами он поддерживает особые отношения, участвуя во многих новых постановках.

Записывался под руководством Герберта фон Караяна, сэра Георга Шолти, Риккардо Мути, Клаудио Аббадо, Карлоса Клейбера, Лорина Маазеля, Риккардо Шайи, Джеймса Ливайна, Зубина Меты, Карло Мария Джулини, Джузеппе Патане, Нелло Санти, Бруно Бартолетти, Даниэля Орен. Снялся в двух фильм-операх: «Макбет» Клода д'Анна (фильм был представлен в Каннах в 1987 году) и «Севильский цирюльник».

Недавно вышла книга, посвященная певцу: «Лео Нуччи, баритон по случаю», написанная Акилле Маскерони (пармское издательство «Azzali»).