Kent Nagano a grandi à Morro Bay, une ville située sur la Central Coast of California dans le Comté de San Luis Obispo aux États-Unis. Il a étudié la sociologie et la musique à l'Université de Californie à Santa Cruz, puis à San Francisco State University. Sa carrière commence vraiment en 1977, à l'Opéra de Boston, dont il devient rapidement le directeur artistique adjoint. Lors de ses premières années, il est marqué par la rencontre avec Olivier Messiaen, dont il dirige la première américaine de sa Transfiguration. Il dirigera ensuite à plusieurs reprises cette œuvre en Europe.
Il commence le piano à l'âge de quatre ans avant d'essayer d'autres instruments comme la clarinette, l'alto et le koto, instrument traditionnel japonais. Il fait ses premiers pas comme chef d'orchestre dès l'âge de huit ans en dirigeant un chœur d'enfants à l'église.
De janvier 1989 à 1998, il a été le directeur musical de l'Opéra national de Lyon, où il a succédé à John Eliot Gardiner.
Le , il participa à son premier concert en tant que directeur musical et chef d'orchestre avec l'Orchestre symphonique de Montréal qui a eu lieu à la salle Wilfrid-Pelletier de la Place des Arts (Montréal, Québec, Canada). L'œuvre jouée fut la Neuvième symphonie de Beethoven[2].
Marié à la pianiste Mari Kodama. Ils ont une fille, Karin Kei Nagano(en), qui, à l'âge de 8 ans, a déjà remporté trois concours de piano.
Kent Nagano prend la décision de quitter l'Orchestre symphonique de Montréal (OSM) à la fin de son mandat qui se termine en 2020[5]. Son objectif avec l'OSM, et celui des musiciens, a-t-il précisé, a été de créer des événements qui reflétaient la culture québécoise[6].
En 2024, il est nommé directeur musical et artistique de l'Orchestre national d'Espagne et de son chœur à compter de septembre 2026, pour une durée de cinq ans renouvelables[8].
