Nicholas Braun nasceu em Bethpage, Nova York, filho de Elizabeth Lyle e do ator Craig Braun. Nicholas é irmão do músico Christopher Deyo Braun, do ator Guillaume Rumiel e do produtor Timothy Braun. Em 2018, o ator passou a integrar o elenco da série de sucesso da HBO, Succession.

Em 2001, ele fez sua estreia como ator em Walter and Henry, um filme dramático para a televisão com um elenco que incluía John Larroquette, Kate Nelligan, Dorian Harewood e James Coburn. Em 2006, o ator se formou na St. Mark's School em Southborough, Massachusetts.

Sua carreira começa a decolar em 2005, quando ele apareceu no filme Super Escola de Heróis como Zach Braun (também conhecido como Zach Attack). A partir daí, Braun estrelou os longas da Disney Minutemen - Os Viajantes do Tempo (2008) e Programa de Proteção para Princesas (2009). O ator também desempenhou o papel de Cameron na série 10 Things I Hate About You, até que ela foi cancelada em maio de 2010. Continuando no mundo da TV, atuou em The Secret Life of the American Teenager e interpretou o personagem Cole Waters no longa Legião de Dançarinos Extraordinários.

O ator participou, em 2015, de duas faixas no EP de estreia dos Phantoms, "Broken Halo". Ele contribuiu com os vocais na faixa-título e em "Voyeur". Braun também co-estrelou com Dakota Johnson em Saindo do Armário (2014) e Como Ser Solteira (2016), esse último, filme de sucesso da Netflix.