Русский лётчик, один из пионеров высшего пилотажа, штабс-капитан.

Окончил Петербургскую офицерскую воздухоплавательную школу (авиационный отдел) со званием военного лётчика (1913). Служил в авиационных отрядах в Киеве (с февраля 1914г. – начальник 11-го корпусного авиационного отряда). Разработал и внедрил в практику полётов глубокие крены. Впервые выполнил ряд фигур пилотажа, в том числе 27 августа (9 сентября) 1913г. «мёртвую петлю», названную впоследствии петлёй Нестерова

Разрабатывал вопросы взаимодействия авиации с наземными войсками и ведения воздушного боя. В 1914г. совершил ряд перелётов (Киев-Одесса-Севастополь, Киев-Гатчина и Москва-Гатчина), провёл лётные испытания самолёта с хвостовым оперением собственной конструкции, приступил к постройке моноплана по своему проекту на московском заводе «Дукс».

С начала1-й мировой войны Нестеров находился в действующей армии, выполнил 7 боевых вылетов. 26 августа (8 сентября) 1914г. совершил первый в мире воздушный таран, сбив австрийский самолёт, при этом сам погиб. Его именем назван город в Львовской области, а также одна из малых планет. В его честь учреждён переходящий кубок ФАИ.