נימוי, בן למשפחת מהגרים יהודית-אורתודוקסית מאוקראינה, גדל בבוסטון. הוא פתח בקריירת משחק כבר בגיל 8. בתחילת שנות ה-50 שירת בצבא האמריקני. בשנות ה-60 הצטרף לסדרת הטלוויזיה "מסע בין כוכבים", בה גילם את התפקיד המזוהה אתו יותר מכולם – מיסטר ספוק, סגנו החצי-אנושי חצי-וולקני של קפטן קירק. בשנים האחרונות חזר נימוי לגלם את ספוק בסרט "סטארטרק" ובסרט ההמשך "האויב בתוכנו – סטארטרק".