Pianista, direttore d’orchestra, compositore. Fra i maestri che l’hanno avviato alla composizione, il greco Manos Hadjidakis. Gran parte dell’attività di Nicola Piovani è dedicata al cinema e al teatro, fra i quali si divide con passione.

La sua prima colonna sonora risale al 1968: per i cinegiornali sul movimento studentesco della facoltà di Filosofia che frequentava, realizzati da un collettivo universitario sotto la guida di Silvano Agosti. Il debutto in un lungometraggio avviene l’anno successivo, con N. P. Il segreto di Silvano Agosti. Dopo Piovani comincia una carriera che lo porta a scrivere musica con i maggiori registi italiani: Marco Bellocchio, Mario Monicelli, i fratelli Taviani, Nanni Moretti, Nanni Loy, Giuseppe Tornatore, Roberto Benigni; e poi Federico Fellini, che si è rivolto al musicista per i suoi ultimi tre film.
Fra i registi stranieri ricordiamo Ben Von Verbong, Pál Gábor, Dusan Makavejev, Bigas Luna, Jos Stelling, John Irvin, Sergej Bodrov, Éric-Emmanuel Schmitt, Philippe Lioret, Luis Sepulveda, Danièle Thompson, Xavier Durringer.

Con la colonna sonora de La vita è bella di Roberto Benigni, vince il premio Oscar. Riceve inoltre nel corso degli anni tre David di Donatello, quattro premi Colonna Sonora, tre Nastri d’argento, due Ciak d’oro, il Globo d’Oro della stampa estera e il Premio Elsa Morante. In Francia, ottiene per due volte la nomination al César, il premio del pubblico e la menzione speciale della giuria al festival Musique et Cinéma di Auxerre.

Attivo anche come autore di canzoni, negli anni Settanta compone a quattro mani con Fabrizio De André gli album Non al denaro, non all’amore né al cielo e Storia di un impiegato. Nel 1995 scrive tre canzoni per il tour teatrale di Roberto Benigni, tra cui la fortunata Quanto t’ho amato.

Sin dall’inizio Piovani affianca al lavoro nel cinema quello per il teatro, scrivendo musiche di scena per gli allestimenti di Carlo Cecchi, Luca De Filippo, Maurizio Scaparro e Vittorio Gassman. Nel 1989, con Luigi Magni e Pietro Garinei, crea per il Teatro Sistina la commedia musicale I sette re di Roma. Alla fine degli anni Ottanta, inizia il sodalizio artistico con Vincenzo Cerami. Insieme all’attore Lello Arena, fondano la Compagnia della Luna, con l’intento di dare vita a un genere nuovo in cui musica e parola interagiscano sul piano espressivo. I frutti di questa collaborazione sono innumerevoli: La cantata del Fiore (1988), La cantata del Buffo (1990), Il Signor Novecento (1992), Canti di scena (1993) Romanzo musicale (1998), La Pietà – Stabat mater (1998), Concerto fotogramma (2000), Concerto in quintetto (2001), Concha Bonita (2002), L’isola della luce (2003), La cantata dei cent’anni (2006), Epta (2007), Padre Cicogna (2009), Viaggi di Ulisse (2011).

Nel 2013 esce il suo primo disco di canzoni Cantabile. È stato nominato Chevalier dans l’ordre des Arts et des Lettres dal ministro francese della Cultura, onorificenza conferita alle personalità che si sono distinte per le loro creazioni in campo artistico.

Dal 2021 è artista residente della Fondazione Musica per Roma all’Auditorium Parco della Musica con l’incarico di proporre progetti originali di teatro musicale tra pop e classica.