Nestor Carbonell nació el 1 de diciembre de 1967 en Nueva York, EE.UU..

Nació en Nueva York pero creció en 13 lugares distintos del planeta. Su padre, que trabajaba para una multinacional, llevó a su familia a México, Venezuela, Florida, Connecticut y Londres, entre otros sitios. De regreso a Estados Unidos, estudió en la Academia Deerfield de Massachussets y en la Universidad de Harvard, donde se licenció en Literatura Inglesa.

Descubrió la interpretación durante su primer año en la universidad. Trabajó en numerosas obras universitarias y posteriormente en producciones off-Broadway como «A Silent Thunder».