Nat Adderley war in früher Jugend Jazzsänger, lernte mit 15 Jahren Trompete und wechselte dann zum Kornett. Ähnlich wie sein Bruder Cannonball Adderley spielte er während seiner Militärzeit in Armeebands und bekam dann 1954/55 ein Engagement in der Band von Lionel Hampton, dann bei Stan Kenton. Im Jahr 1955 erschien ein erstes Album unter eigenem Namen. Nach kurzer Mitwirkung im Quintett seines Bruders (1956), das aus finanziellen Gründen scheiterte, arbeitete Nat Adderley nach dem Wechsel von Cannonball zu Miles Davis mit J. J. Johnson und 1959 bei Woody Herman und George Shearing, um dann in das wieder gegründete Cannonball Adderley Quintet einzusteigen. Diesem gehörte er bis zum Tode seines Bruders im Jahre 1975 an.
1980 trat er auf europäischen Festivals mit der Adderley Brotherhood auf, die an die große Zeit des Quintetts mit seinem Bruder erinnern sollte. 1981 trat er beim Kool Festival auf, arbeitete 1982 in New York und 1984 wieder mit Jay Jay Johnson. In den 1990er Jahren spielte u. a Sonny Fortune in seiner Band (Work Song – live at Sweet Basil, 1990). Seinen letzten großen Auftritt vor seinem Tod hatte er 1994 auf dem Floating Festival mit seiner Band bestehend aus Vincent Herring, Walter Booker und Jimmy Cobb.
Sein Ton auf dem Kornett erinnert an Clark Terry. In Erinnerung bleibt Nat Adderley für seine Kompositionen Work Song, Jive Samba und One for Daddy-O.
1961 – Naturally! (Jazzland Records) Nat Adderley Quartets mit Joe Zawinul, Sam Jones & Louis Hayes (Seite A) bzw. mit Wynton Kelly, Paul Chambers & Philly Joe Jones (Seite B)