Nacido en Santo Tomé y nacionalizado portugués, Nuno debutó como jugador en 1992 con el Vitória SC. A partir de 1997 se trasladó a España, donde jugó para tres clubes distintos: CP Mérida, CA Osasuna y Deportivo, éste último en dos etapas. En 2002 regresó al FC Porto, donde se retiraría ocho años después, tras probar suerte en el FC Dinamo Moscú y el CD Aves durante dos años.

Comenzó su carrera como técnico en 2010, desempeñando las funciones de preparador de porteros en el cuerpo técnico de Jesualdo Ferreira, siguiéndole en clubes como el Málaga CF y el Panathinaikos.

En 2012 comenzó a entrenar en solitario, dirigiendo al Río Ave de Portugal. En su segunda temporada destaca al llevar al Rio Ave a las finales de Copa y Copa de la Liga, pero decide dejar el banquillo del equipo portugués al finalizar la temporada.

El 3 de julio de 2014 se anuncia su fichaje por el Valencia CF a causa el gran interés del magnate y amigo suyo Peter Lim, inmerso en el proceso de compra del club, en el que encabezara su nuevo proyecto.