Ali Nesin, 18 Kasım 1956 tarihinde İstanbul'da doğdu. Aziz Nesin ve Meral Çelen’in ilk oğludur. İlköğrenimini İstanbul Saint Joseph Lisesi’nde, liseyi de İsviçre'nin Lozan kentindeki College Champittet'de tamamladı.

1977-1981 yılları arasında Paris Diderot Üniversitesi'nden matematikten "maitrise” (ustalık) derecesini aldı. 1981-1985 yılları arasında ABD'de Yale Üniversitesi'nde matematiksel mantık ve cebir konularında doktora yaptı. 1985-1986 arasında Kaliforniya Üniversitesi Berkeley Kampüsü'nde öğretim üyesi olarak çalıştı.

Türkiye'ye kısa dönem askerlik görevi için geldiği sırada erlerin aynı şırıngadan aşı olmasına itiraz ettiği için "orduyu isyana teşvik" iddiasıyla tutuklanarak yargılandı. Yargılanma sonunda beraat etti.

1987-1989 arasında Notre Dame Üniversitesi'nde yardımcı doçent, ardından 1995'e kadar Kaliforniya Üniversitesi Irvine Kampusü'nde doçent ve daha sonra profesör olarak görev yaptı. 1993-1994 öğretim yılını Bilkent Üniversitesi'nde misafir öğretim görevlisi olarak geçirdi.

1995'te babası Aziz Nesin'in ölümü üzerine yurda dönüş yaptı ve Nesin Vakfı yöneticiliğini üstlendi.

1996 yılında İstanbul Bilgi Üniversitesi Matematik Bölümünü kurdu ve halen başkanlığını yapmaktadır.

1999 yılında kurulan Türkiye İnsan Hakları Kurumu Vakfı'nın (TİHAK) kurucu üyesidir.

2003-2013 yılları arasında Türk Matematik Derneği’nin Genel Yayın Yönetmeni olarak 42 sayı Matematik Dünyası Dergisi çıkarmıştır.

2004'te kurulan Nesin Yayınevi’nin genel yönetmenliğini yapmaktadır.

2007 yılında Nesin Matematik Köyü’nü, 2015 yılında Nesin Sanat Köyü’nü, 2016 yılında da Nesin Felsefe Köyü’nü kurmuş ve hala yöneticiliğini yapmaktadır.

2011 yılından itibaren Hrant Dink Vakfı danışma kurulu üyesidir.

2015 yılında eğitim alanında verilen 14. Vehbi Koç Ödülü'ne; Türkiye’de matematik eğitiminin kalıplarını kıran ve yayınları, araştırmaları, özellikle de Matematik Köyü projesiyle yaratıcı eğitim alanında istisnai bir başarı yakalayan Prof. Dr. Ali Nesin ve Matematik Köyü Projesi layık görüldü.

Hayatını bilime ve matematiğe adayan, gençlerin matematiğe karşı ilgisini artırmaya yönelik hayata geçirdiği Matematik Köyü’nde çalışmalarını sürdürüyor.

Ali Nesin, Koç Vakfı'nın verdiği para ödülünü, Nesin Sanat ve Felsefe Köylerinin yapımı için kullanmıştır.

Gençlere matematiği sevdirmek için yazdığı 9 popüler matematik kitabı; Matematik Canavarı, Matematik ve Develerle Eşekler, Matematik ve Doğa, Matematik ve Gerçek, Matematik ve Korku, Matematik ve Oyun, Matematik ve Sanat, Matematik ve Sonsuz, Matematikçi Portreleri. Liseler için yazdığı 6 ders kitabı; Matematiğe Giriş I - Önermeler Mantığı, ; Matematiğe Giriş II - Sezgisel Kümeler Kuramı, Matematiğe Giriş III - Sayma - Kombinasyon Hesapları. Akademik olarak lisans öğrencilerine yönelik yazdığı 3 matematik kitabı; Analiz I, Analiz II, Analiz IV.

Aziz Nesin’in ölümünden sonra ardında bıraktığı eski Türkçe yazılarını çevirerek Aziz Nesin’in külliyatına birçok kitap kazandırmıştır; Mum Hala – Aziz Nesin’in Güncesi (1996), Gözünüz Aydın Efendim (1997), Herkesin İşi Gücü Var (1997), Türkiye Şarkısı Nazım (1998), Bir Vicdan Davası (1998), Birlikte Yaşadıklarım Birlikte Öldüklerim (2006), Unutulmayan Rüyalar (2010), Sanat Yazıları (2011), Sporcu Milletiz Vesselam (2012), Yurt Gezileri (2013), Okuma Güncesi (2014), Alamanya Alamanya Bizden Aptal Bulaman Ya (2016).