Аль-Аттия дебютировал на международной раллийной арене в 2004 году. Спустя 2 года он вместе со своим британским штурманом Крисом Паттерсоном завоевал титул чемпиона мира по классическому ралли в категории серийных автомобилей (P-WRC).
Кроме WRC, катарец традиционно принимает участие в чемпионате Ближнего Востока по классическому ралли. Он выигрывал ближневосточное первенство 8 раз: в 2003, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2011 и 2012 годах.
Во время Ралли Дакар 2009: Аргентина—Чили Нассер, будучи лидером автомобильного зачёта после шестого этапа, был дисквалифицирован[7] судьями за пропуск девяти контрольных точек (в то время, как разрешается пропустить не более четырёх контрольных пунктов). Дисквалификация катарца позволила россиянину Леониду Новицкому стать лучшим представителем команды BMW X-Raid по итогам «Дакара» 2009 года.
13 февраля 2009 года Нассер Аль-Аттия дебютировал в азиатской шоссейно-кольцевой кузовной серии SpeedCar на «домашнем» автодромеЛусаил.
Весной 2009 года Нассер подписал контракт с заводской командой Volkswagen и продолжил выступать в ралли-рейдах, но уже с новым штурманом — Тимо Готтшальком из Германии. В январе 2011 года катарско-немецкий дуэт одержал победу в знаменитом ралли-марафоне «Дакар».
Летом 2011 года Аль-Аттия собирался продлить контракт с командой Volkswagen Motorsport[англ.], которая придёт в чемпионат мира по ралли в 2013 году. Однако сделка не состоялась, поскольку Нассер твёрдо намеревался выйти на старт «Дакара-2012», а руководство немецкого концерна отказалось предоставить ему автомобиль для участия в марафоне.
Аль-Аттия всё-таки стартовал на «Дакаре-2012». Он выступал на багги Hummer H3 в составе американской команды, возглавляемой Робби Гордоном. Катарцу не удалось защитить чемпионский титул — на девятом этапе он сошёл с дистанции из-за проблем с приводным ремнём генератора, которые возникли на его автомобиле.
Стендовая стрельба
Аль-Аттия известен не только как автогонщик, но ещё и профессиональный стрелок, шесть раз подряд участвовавший в летних Олимпийских играх. Катарец выступает в стендовой стрельбе в дисциплине скит. Лучший результат Нассера на Олимпиадах — 3-е место в 2012 году в Лондоне, когда он в перестрелке выиграл бронзовую медаль у россиянина Валерия Шомина. Нассер неоднократно выигрывал чемпионаты Азии как в личном, так и командном зачёте скита.