Nurettin Ersin, 1935 yılında Bursa Işıklar Askeri Lisesi'nden, 1937 yılında Piyade Asteğmen rütbesi ile Harp Okulu'ndan mezun oldu. 1938 yılında Piyade Sınıf Okulu'nu bitirdi. 1945 yılına kadar çeşitli birliklerde Takım ve Bölük Komutanlığı görevlerinde bulundu. 1945 yılında girdiği Harp Akademisi'ni 1948 yılında bitirerek Kurmay oldu. 1964 yılına kadar çeşitli karargâh ve birliklerde görev yaptı.

1963 yılında Tuğgeneral, 1966 yılında Tümgeneral, 1970 yılında Korgeneral ve 1974 yılında Orgeneralliğe yükseldi. Tuğgeneral rütbesi ile 3. Ordu Kurmay Yarbaşkanlığı, 66. Tümen Komutan Yardımcılığı ve Vekilliği, Genelkurmay Etüt ve İnceleme Heyeti Üyeliği, MİT Müsteşarlığı, Tümgeneral rütbesi ile aynı göreve devam ederek takiben 4. Piyade Tümen Komutanlığı, Korgeneral rütbesi ile Batı Menzil Komutanlığı, MİT Müsteşarlığı 6. Kolordu ve Kıbrıs Türk Barış Kuvvetleri Komutanlığı görevlerinde bulundu. Kıbrıs Harekâtı'na katıldı. Orgeneral rütbesinde Yüksek Askeri Şura Üyeliği, 22 Ağustos 1975 - 5 Ocak 1976 tarihleri arasında Jandarma Genel Komutanlığı yaptı. Milli Güvenlik Kurulu Genel Sekreterliği ve 1. Ordu Komutanlığı görevini takiben 9 Mart 1978 tarihinde Kara Kuvvetleri Komutanlığı'na atandı.

12 Eylül 1980 Harekâtı'ndan sonra, aynı zamanda Milli Güvenlik Konseyi Üyeliği görevini de yürüttü. 1 Temmuz 1983 tarihinde Genelkurmay Başkanlığı'na atanarak Milli Güvenlik Konseyi Üyeliği görevine devam etti. 3 Aralık 1983 tarihinde kendi isteği ile emekli oldu.

3 Ekim 2005 tarihinde vefat eden Ersin, Ankara'da Cebeci Askerî Şehitliği'nde toprağa verilmiştir.