Fue director de navegación de una división de las Fuerzas Aereas del EPL y piloto de primera clase con 1.480 horas de vuelo. Fue seleccionado como uno de los primeros astronautas de China en enero de 1998.
En octubre de 2005, Nie llevó a cabo con éxito la misión espacial Shenzhou-6. En abril de 2013, fue seleccionado como miembro de la tripulación para la misión espacial de la nave Shenzhou-10, que se lanzará mañana martes.