25 sentyabr 1913-cü ildə Lənkəran rayonunda doğulan Nüsrət Fətullayev Əzim Əzimzadə adına Bakı Rəssamlıq Məktəbində təhsil alıb (1930-1934). Rejissor Yusif Yulduzun 1934-cü ildə quruluş verdiyi Aleksandr Korneyçukun "31-43" ("Eskadranın məhvi") dramının tamaşası ilə Akademik Milli Dram Teatrında ilk işinə başlayıb. 1938-ci ilin ikinci yarısından bu kollektivə baş rəssam təyin olunub və ömrünün sonunadək həmin vəzifəni ləyaqətlə icra edib. Sənətdəki xidmətlərinə görə respublikanın “Əməkdar incəsənət xadimi” (4 may 1940) və “Xalq artisti” (21 iyul 1949) fəxri adlarına layiq görülüb. "Şərqin səhəri" (Ənvər Məmmədxanlı) tamaşasına görə 1948-ci ildə Stalin mükafatı, İlyas Əfəndiyevin "Mahnı dağlarda qaldı" dramının tamaşasının tərtibatı üçün isə 1972-ci ildə Azərbaycanın Dövlət mükafatı laureatı olub. 

Gənc Tamaşaçılar Teatrında Mirzə Fətəli Axundzadənin "Molla İbrahimxəlil kimyagər" komediyasına (1938), Musiqili Komediya Teatrında Rauf Hacıyevin "Tələbələrin kələyi" (1940), Zülfüqar Hacıbəyovun "Əlli yaşında cavan" (1943), Fikrət Əmirovun "Ürəkçalanlar" (1944), Süleyman Ələsgərovun "Məhəbbət gülü" (1945), Vladimir Dolidzenin "Keto və Kote" (1945), Üzeyir bəy Hacıbəylinin "Arşın mal alan" (1972) operettalarına səhnə tərtibatı verib.

Milli Dram Teatrında əllidən çox tamaşanın rəssamı olub. Onların arasında estetik səciyyələrinə, forma əlvanlığına və monumentallıq xüsusiyyətlərinə görə səhnəqrafiyada xüsusi yer tutanları bunlardır: "Almaz", Cəfər Cabbarlı (1936), "Skapenin kələkləri", Jan Batist Molyer (1936), "Həyat", Mirzə İbrahimov (1937), "Hacı Qara", Mirzə Fətəli Axundzadə və "Vaqif", Səməd Vurğun (1938), "Pəri cadu", Əbdürrəhim bəy Haqverdiyev (1940 və 1957), "Aydın" və "Oqtay Eloğlu", Cəfər Cabbarlı (1940), "Xoşbəxtlər", Sabit Rəhman və "Fərhad və Şirin", Səməd Vurğun (1941), "Dumanlı Təbriz", Məmməd Səid Ordubadi (1945), "Nüşabə", Abdulla Şaiq (1946), "İşıqlı yollar", İlyas Əfəndiyev (1947), "Rəqs müəllimi", Lope de Veqa (1949), "Müfəttiş" Nikolay Qoqol (1952), "Qış nağılı", Vilyam Şekspir (1955), "Səyavuş", Hüseyn Cavid (1963), "Xanuma", Avksenti Saqareli (1975), "Müsyö Jordan və dərviş Məstəli şah", Mirzə Fətəli Axundzadə (1978), "Cehizsiz qız", Aleksandr Ostrovski (1979), "Yad adam", Leonqard Frank (1980), "Təhminə və Zaur", Anar (1985).

Nüsrət Fətullayev əsasən realist səhnə tərtibatına üstünlük verib. Yaradıcılığının bir qolunu da monumental-romantik üslub təşkil edib. Teatrın texniki prinsiplərini dərindən bilməsi, səhnə ölçülərinə dəqiqliklə riayət etməsi onun işlədiyi tərtibatlara tamlıq, əzəmət və obrazlılıq gətirib. Tərtibat verdiyi tamaşalarda aktyorların sərbəst səhnə davranışlarını yaradıcı həssaslıqla nəzərə alıb. Milli etnoqrafiyanı dərindən bilib. Nüsrət Fətullayev tərtibat rəssamlığında klassik üslub ənənələrini yaşadıb. Ancaq o, dövrün qaynar, mürəkkəb, təzadlı, işıqlı ruhunun rəng təzə-tərliyinə, təravətli ovqatına da cəsarətlə can atıb. Onun tərtibatında janr-üslub qarışıqlığı olmurdu, ancaq müxtəlif formaların harmonik sintezi, bir poetikada füsunkarlıqla birləşməsi həm tamaşaya möhtəşəm obrazlılıq gətirir, həm də tamaşaçını heyrətdə saxlayıb.

Nüsrət Fətullayev 1 oktyabr 1987-ci ildə Bakıda vəfat edib.