Нелсан Эллис родился 30 ноября 1978 года в американском городе Харви, штат Иллинойс.

В возрасте шести лет, после развода его родителей, Нелсан вместе с матерью, младшими братом и сестрой переехал жить в город Бессемер, что в штате Алабама.

Нелсан прожил в Бессемере до пятнадцати лет, там он посещал школы Jess Lanier и McAdory. После Нелсан переехал к тете в штат Иллинойс в город Долтон, где в 1997 году окончил школу Thornridge.

В том же 1997 году Нелсан Эллис присоединился к корпусу морской пехоты США, но спустя некоторое время ушел из него.

В 1999 году Нелсан поступил в Джульярдскую школу, где познакомился с будущей коллегой по сериалу «Настоящая кровь» Рутиной Уэсли. Окончил Нелсон учебное заведение со степенью бакалавра изящных искусств в 2004 году.

Во время учебы в Джульярдской школе Эллис написал свою первую пьесу под названием «Урод», рассказ о безмерной любви, под которой скрывается много грехов. За эту пьесу Нелсан удостоился премии Мартина Е. Сигала.

Дебют Нелсана Эллиса на телеэкранах состоялся в 2005 году. Он исполнил небольшие роли в телефильме «Теплые источники» и сериале «Особый отдел».

В том же году по сценарию Нелсана была снята короткометражка под названием «Trespass», в которой он сам же сыграл главную роль.

В 2008 году Нелсан исполнил одну из главных ролей в спортивной драме «Экспресс: История легенды спорта Эрни Дэвиса».

В том же году он получил роль наркоторговца Лафайета Рейнольдса в сериале «Настоящая кровь», которую исполнял на протяжении пяти сезонов. За эту роль Нелсан удостоился премий Satellite в 2008 году и Ewwy в 2009 году, как лучший актер второго плана.

В том же 2009 году Нелсан Эллис вместе с Джейми Фоксом и Робертом Дауни-младшим снялся в биографической драме «Солист».

В 2010 году Нелсану досталась роль Эдди Свита в исторической драме «Чемпион», в котором также снялись Дайан Лэйн и Джон Малкович. В том же году Эллис снял свой первый короткометражный фильм «Page 36», к которому самостоятельно написал сценарий.

В 2011 году Нелсан снялся в картине «Прислуга», а в 2012 году ему досталась роль Уэйнрайта в триллере «Фундаменталист поневоле».

В 2013 году с участием Нелсана вышло две картины - «Игры богов» и «Дворецкий».13)»

В 2014 году Эллис исполнил одну из главных ролей в биографической драме режиссера Тейта Тейлора «Джеймс Браун: Путь наверх».

Также в 2014 году Нелсан приступил к съемкам в фильме «Болден!», выход которого запланирован на 2015 год.