Nico Birnbaum wurde in Kiel geboren. Den  Schauspieler aus dem Norden zog es aber oft genug in den sonnigen Süden. 
Er studierte in Aix-en-Provence Literatur und Philosophie, schrieb in Florenz an seiner Dissertation über Franz Kafka und lebte in Rom als Übersetzer und Deutschlehrer.

Nico Birnbaum studierte an der Florentiner Scuola Nazionale di Cinema Indipendente Schauspiel, spielte dabei in zahlreichen Kurzfilmen mit sowie in seinem ersten Kinofilm "Reality News" von Salvatore Vitiello.  
2013, nach Fertigstellung seiner Promotion mit summa cum laude, entschied er sich endgültig dafür, die akademische Laufbahn an den Nagel zu hängen und seinen Traum von der Schauspielerei zu realisieren.  
Seitdem wirkte in verschiedenen TV-Produktionen wie zum Beispiel "Unter Uns", Verbotene Liebe", "Heldt" oder "Die Spezialisten - Im Namen der Opfer". Zur Zeit arbeitet er an einer Rolle für die "Soko Wismar". Die Dreharbeiten des Hollywoodfilm "Operation Mincemeat" mit ihm wurden im März abgeschlossen.