1956’da İstanbul’da doğdu. İlkokuldan sonra ortaokulu İstanbul’da Saint Joseph Lisesi`nde, liseyi de İsviçre’nin Lozan kentinde tamamlayan Nesin, 1977-1981 yılları arasında Paris VII Üniversitesi’nde matematik öğrenimi gördü. Daha sonra ABD’de Yale Üniversitesi’nde matematiksel mantık ve cebir konularında doktora yapan Ali Nesin, 1985-86 arasında UC Berkeley’de öğretim üyeliği yaptı.

Türkiye’ye kısa dönem askerlik görevi için geldiği sırada “orduyu isyana teşvik” iddiasıyla tutuklanarak, yargılandı.Yargılama sonunda beraat ettiği halde pasaport verilmediği için işine dönemeyen Nesin, sonunda yeniden pasaport alarak yurtdışına gitti. 1987-89 arasında Notre Dame Üniversitesi’nde yardımcı doçent, ardından 1995’e kadar UC Irvine’da doçent ve daha sonra profesör olarak görev yaptı. Halen İstanbul Bilgi Üniversitesi Matematik Bölümü Başkanı ve Nesin Vakfı Yönetmeni olan Ali Nesin iki çocuk sahibidir.