Nicolás Molina pratique de nombreux sports dans sa jeunesse, dont notamment le football et le BMX. En 2014, il se met à la course à pied et est initié au trail par son ami Manuel Anguita. Tout comme ce dernier, il se spécialise dans la discipline technique du skyrunning[1].
Il démontre son talent pour la discipline en 2016. Le , il remporte le titre de champion d'Espagne cadet de kilomètre vertical à Fuente Dé[2]. Fin juillet, il participe aux championnats du monde jeunesse de skyrunning à Fonte Cerreto. Il remporte le titre sur la SkyRace dans la catégorie d'âge A (16-17 ans) et remporte le bronze sur le kilomètre vertical[3]. L'année suivante à Arinsal, il rafle les trois médailles d'or sur la SkyRace, le kilomètre vertical et le combiné[4].
Pratiquant également le ski-alpinisme en hiver, il remporte son premier titre national senior le en relais mixte à Boí Taüll. Avec Ana Alonso Rodriguez, Pablo Ruiz De Almirón Lanz et Mario Casares Hervias, c'est la première fois qu'une équipe andalouse remporte ce titre[5]. L'équipe défend avec succès son titre l'année suivante à Candanchú[6].
Il se révèle sur la scène internationale du skyrunning lors de la Skyrunner World Series 2022. Le , il effectue une solide course derrière son compatriote Marti Lázaro pour prendre la troisième place de la SkyRace Comapedrosa[7]. Le , il effectue une course prudente lors du Matterhorn Ultraks Extreme, laissant partir le trio de tête devant. Il profite du ralentissement du Canadien Karl Augsten en fin de course pour récupérer la troisième place[8]. Le , il voit partir le Suisse Christian Mathys en tête sur la Pirin Extreme et s'assure de la deuxième place devant son compatriote Ander Iñarra[9]. Lors de la finale SkyMasters courue dans le cadre de la course Gorbeia Suzien, il voit le surprenant Kényan Bernard Cheruyiot mener les débats. Il forme un petit groupe de poursuivants avec notamment le Français Damien Humbert, favori pour le classement général. Nicolás Molina conserve son rythme et finit par larguer Damien Humbert. Il est rejoint par un autre Français, Loïc Robert. Les deux hommes profitent de la descente finale pour doubler Bernard Cheruyiot. Nicolás Molina prend l'avantage pour remporter la victoire. Grâce à cette dernière, il remporte également le clasement général de la Skyrunner World Series devant Damien Humbert[10].
