伦纳德·尼莫伊出生于波士顿，他的父母是从俄罗斯移民到美国的母语为意第绪语的犹太人。他的母亲是一名家庭主妇，他的父亲开了一家理发馆。他从八岁左右开始表演，17岁时获得了一个主角。他在洛杉矶加利福尼亚大学学摄影，但是没有结束他的学业。1953年他在波士顿学院获得了教育艺术硕士的学位，又在俄亥俄州的安提俄克大学获得了一个荣誉博士学位。他早年在许多b级片和电视剧里担任小角色。他回忆说他参加打牌比赛和医学试验来交付跳舞班的学费。从他的口音中可以听得出他是在波士顿长大的。
他在美国陆军预备队中服役，1955年11月最后以中士的军衔退役。据美国国家档案管理局的报道尼莫伊在美国陆军的服役记录在1973年国家人事档案中心的大火中被毁。
尼莫伊最著名的角色是在《星际旅行：初代》中扮演半瓦肯人、半人类的斯波克。该系列从1966年开始播放，1969年停止。为此他被提名艾美奖。
早在1964年尼莫伊和后来在《星际旅行》中演詹姆斯·泰比里厄斯·柯克的威廉·夏特纳就一起在一部电视连续剧的一集中共演，当时他们扮演铁幕两侧的两个对手。《星际旅行：初代》后尼莫伊还在《星际旅行：动画系列》中为斯波克配音。在《星际旅行：下一代》和