Pitana begon zijn carrière als arbiter in 2001. Daarvoor was hij actief als semiprofessioneel basketballer en acteur. Ook deed hij enkele jeugdvoetbalclubs aan, maar tot professionele jeugdopleidingen kwam het niet. In 2001 verhuisde Pitana van Misiones naar Corrientes, waar hij een opleiding deed tot docent lichamelijke opvoeding. Ook begon hij een studie voor het arbitreren. Tot 2006 leidde Pitana als scheidsrechter wedstrijden in diverse Argentijnse voetbalcompetities.
In 2007 werd Néstor Pitana aangesteld voor zijn eerste wedstrijd in de hoogste competitie van het Argentijnse voetbal, de Primera División. Op 12 augustus floot hij het duel tussen Estudiantes en GyE Jujuy (1–0). Vier gele kaarten deelde hij uit.[1] In 2009 legde Pitana een wedstrijd tot tweemaal toe stil wegens de aanwezigheid van discriminerende spreekkoren in het stadion. Dit leidde tot een lofuiting van de INADI, het Argentijns instituut tegen discriminatie, racisme en xenofobie.[2]
In maart 2013 noemde de FIFA hem als een van de vijftig potentiële scheidsrechters voor het wereldkampioenschap voetbal. Op 15 januari2014 maakte de wereldvoetbalbond bekend dat Pitana een van de 25 scheidsrechters op het toernooi zou zijn. Daarbij werd hij geassisteerd door Hernan Pablo Maidana en Juan Pablo Belatti.[3] Op het wereldkampioenschap leidde Pitana vier wedstrijden, waaronder de kwartfinale tussen Frankrijk en de latere kampioen, Duitsland (0–1, geen kaarten).
Pitana was een van de twaalf scheidsrechters op de Copa América 2015 in Chili. Hij werd aangesteld als arbiter voor de openingswedstrijd tussen gastland Chili en Ecuador. Ook bij de FIFA Confederations Cup 2017 in Rusland behoorde Pitana tot de selectie van negen arbiters, samen met de Colombiaan Wilmar Roldán als vertegenwoordiger van de CONMEBOL. Een jaar later kreeg hij de openingswedstrijd van het wereldkampioenschap toegewezen: het duel tussen gastland Rusland en Saoedi-Arabië (5-0) op donderdag 14 juni in het Olympisch Stadion Loezjniki in Moskou. Pitana had tevens de eer om de finale van dat toernooi tussen Frankrijk en Kroatië voor zijn rekening te nemen. In 2022 nam hij afscheid van zijn loopbaan als scheidsrechter.