Nasr comenzó su carrera en el karting en Brasil cuando tenía siete años de edad.

También Nasr ganó las dos mangas de Singapur en la Fórmula BMW Pacífico compitiendo para dicho equipo.

La temporada 2016 fue más complicada para Sauber y Nasr, de modo que el piloto brasileño solo puntúo en una carrera, una novena posición en Brasil.

La dupla logró una victoria y cinco podios, resultando campeona de la clase Prototipos.

En su primera carrera terminó último y en las dos siguientes abandonó, antes de devolver su asiento a Günther.

[6]​ En IMSA, ese año Nasr y su nuevo compañero, el compatriota Pipo Derani, obtuvieron el subcampeonato detrás de un Acura.

[8]​ En 2021, su último año con Cadillac, Nasr y Derani ganaron el título, con tres victorias.

[10]​[11]​ Desde 2023, Nasr compite junto a Porsche en IMSA y en las 24 Horas de Le Mans.