Bruno Nicolai urodził się w 1926 r. we Włoszech. Po wojnie studiował w muzycznym konserwatorium Santa Cecilia w klasie fortepianu i kompozycji. To właśnie tam poznał Ennio Morricone, z którym zaprzyjaźnił się, a znajomość ta zaowocowała później długą współpracą na polu muzyki filmowej. Swą pierwszą filmową partyturę skomponował w roku 1951 do obrazu Il Naufrago del Pacifico, ale dopiero 13 lat później na dobre rozpoczęła się jego współpraca z branżą filmową. Nicolai pisał głównie dla kina i telewizji swoich rodzimych Włoch, z rzadka tworząc kompozycję do filmów niemieckich, hiszpańskich lub francuskich. Stąd też poza półwyspem Apenińskim, twórczość jego pozostaje bardzo słabo znana, nawet największym fanom muzyki filmowej. W Polsce jego nazwisko jako autora muzyki kojarzą pewnie tylko miłośnicy spaghetti-westernów i giallo, do których Nicolai, obok oczywiście Morricone, był jednym z głównych kompozytorów.
Tak naprawdę nazwisko Nicolai (któremu zdarzało się podpisywać swoje prace pseudonimem Paul Clemente) znane jest głównie przez pryzmat Ennio Morricone właśnie. W latach 60-tych i 70-tych ci dwaj panowie bardzo często i chętnie współpracowali, głównie na tej zasadzie, że Morricone komponował a Nicolai dyrygował. Tak było przy Bitwie o Algier, Ad Ogni Costo, Czerwonym Namiocie, Queimadzie czy La Califfie. Ponadto Nicolai występował w nagraniach partytur swego bardziej znanego przyjaciela, grając na organach, bywało, że zajmował się nadzorem nad całością nagrania (na przykład w przypadku Dobrego, Złego i Brzydkiego) a z rzadka współkomponował (przynajmniej oficjalnie, bo nieoficjalnie mówi się się o nim jako ghostwriterze Morricone w przynajmniej co mniej znaczących ścieżkach). Współpraca ta niewątpliwie wywarła wpływ na muzyczny język Nicolaia, o czym możemy się przekonać choćby w jego westernowych partyturach, gdzie próbuje naśladować styl Ennio Morricone. Dyrygenckie umiejętności Bruno doceniali też inni kompozytorzy, powierzając mu pałeczkę przy nagraniach swoich prac. Należeli do nich m.in. Louis E. Bacalov i Nino Rota.
Oprócz dyrygentury i tworzenia muzyki filmowej, Nicolai komponował muzykę kameralną i symfoniczną, w której często sięgał po techniki dodekafoniczne. Był nauczycielem harmonii i kompozycji na konserwatorium muzycznym w Bologni, a także dyrektorem wydawnictwa muzycznego „Edipan”. Razem z pianistą Danielem Lombardim założył i wydawał magazyn „Music”.
Bruno Nicolai miał żonę i trójkę dzieci. Zmarł w swojej ojczyźnie w roku 1991, przeżywszy 65 lat.