Joueur à l'école secondaire University High School à Orlando, en Floride, Justin Nicolino est choisi dès le second tour de sélection par les Blue Jays de Toronto au repêchage amateur de 2010[1]. Il amorce sa carrière professionnelle en 2011 dans les ligues mineures avec des clubs affiliés aux Blue Jays[2] après avoir accepté un contrat assorti d'un boni à la signature de 615 000 dollars qui le convainc de renoncer à rejoindre l'université de Virginie[3].
Justin Nicolino fait ses débuts dans le baseball majeur comme lanceur partant des Marlins de Miami le . Il est le lanceur gagnant de ce match après avoir blanchi les Reds de Cincinnati pendant 7 manches[7].