佐賀藩主・鍋島直正の八男。肥前国生まれ。幼名は尚丸。1868年(明治元年)11月、鍋島直紀の婿養子となる。1870年5月、従五位に叙せられる。1871年11月、養父・直紀の隠居により家督を相続した。慶應義塾に入学した。1873年2月、明治政府からイギリス留学を許可された。当初、2年間の留学を予定していた。1884年(明治17年)7月8日、子爵を叙爵した[1]。
日清戦争の役で軍資金を陸軍に寄附。1895年(明治28年)9月11日に補欠選挙で貴族院子爵議員に選出され[2]、死去するまで在任した[3]。