Nacido en Roma en 1926. Es poco lo que se sabe sobre su vida porque era muy reservado.
Estudió en el Conservatorio de Santa Cecilia: organo; piano (teniendo como profesor a Aldo Mantia), y composición con Goffredo Petrassi. En esa misma clase conoció a Ennio morricone quien sería su amigo por muchos años. Nicolai condujo bandas sonoras de Morricone, tocó él organo en algúnas y otras tantas las compusieron juntos.
Fue un prolífico compositor de bandas sonoras para películas, TV y obras de teatro. La popularidad la obtuvo con sus trabajos para las películas del genero spaghetti western, tambien hizó bandas sonoras para otro tipo de peliculas. Muchos de estos discos se siguen editando mediante su sello Edi-Pan.
Falleció en 1991 dejando una esposa y tres hijas.
Su reconocimiento e influencia son inestimables.