In carriera si è laureato, con la squadra giamaicana, campione olimpico della staffetta 4×100 metri a Londra 2012, nonché campione mondiale a Taegu 2011, con il record mondiale di 37"04, e a Pechino 2015. Sempre nella staffetta veloce si è aggiudicato anche un argento ai Mondiali di Osaka 2007. Detiene nella distanza singola l'ottava prestazione di sempre con 9"78, stabilito a Rieti il 29 agosto 2010.
L'atleta giamaicano esordisce per la prima volta ai Campionati mondiali di Osaka nei 100 metri piani, passando le qualificazioni e i quarti di finale, rispettivamente con 10"17[1] e 10"23,[2] ma non riuscendo a qualificarsi per la finale, chiudendo la semifinale settimo con il tempo di 10"28.[3] Il 1º settembre riesce a vincere l'argento nella staffetta 4×100 metri insieme a Marvin Anderson, Usain Bolt e Asafa Powell, segnando il primato nazionale di 37"89 dietro agli USA (37"78).[4]
Qualche giorno dopo la conclusione dei Mondiali torna a correre sul circuito del Grand Prix a Zagabria, arrivando terzo in 10"04, dietro a Darvis Patton (9"94) e Mike Rodgers (9"97) con un vento a favore di 0,6 m/s. Il 6 settembre a Rieti vince inizialmente la semifinale in 10"28 con un abbondante vento a sfavore di 2,4 m/s, mentre in finale si piazza secondo con 10"08 dietro ad Asafa Powell che vince in 9"99 (vento -1,5 m/s).[9]
Nesta Carter comincia il 2010 ai Mondiali indoor tenutisi a Doha nei 60 metri piani, arrivando settimo in finale con 6"72.[10] Comincia la stagione all'aperto in buona condizione, arrivando secondo nel meeting della Diamond League di Doha, con 9"88 (+2,3 m/s di vento, perciò non valido come primato) dietro ad Asafa Powell (9"81). La stagione di Carter viene poi interrotta a causa di un infortunio, che gli impedisce di prendere parte agli appuntamenti più importanti.
Ad agosto, rientra in gran forma a un meeting minore a Lucerna ottenendo con 9"86 il suo nuovo record personale; successivamente prende parte all'ultimo meeting della Diamond League a Bruxelles, migliorandosi ulteriormente correndo in 9"85 (vento +0,1 m/s) dietro a Tyson Gay che chiude in 9"79, riuscendo così a posizionarsi quarto nella classifica finale del circuito.[11]
Il 29 agosto, sulla veloce pista di Rieti, Carter stupisce nuovamente: dopo aver guadagnato la finale (10"13, terzo in batteria battendo Richard Thompson con lo stesso tempo) eguaglia la miglior prestazione dell'anno con un formidabile 9"78 (vento +0,9 m/s),[12] diventando il quarto sprinter più veloce della storia sui 100 metri piani; la gara, caratterizzata dai primi 7 tempi non oltre i 10 secondi è la finale più veloce mai corsa sul suolo italiano.[13]
2011
Il 4 giugno 2011 al meeting di Eugene, Carter segna il suo primato stagionale correndo in 9"92 (vento +1,3 m/s) dietro a Steve Mullings (9"80) e Mike Rodgers (9"85), tempo che batte in seguito all'Herculis di Monaco con 9"90 (vento +1,0 m/s), dietro di soli due centesimi a Usain Bolt.
Al meeting di Zurigo chiude a un modesto sesto posto con 10"12, riuscendo comunque a finire terzo nella classifica finale della Diamond League,[19] si riscatta al meeting di Bruxelles (in una gara non valida per la Diamond League) migliorando il suo primato stagionale a 9"89 (vento +1,3 m/s) dietro a Usain Bolt che con 9"76 stabilisce il record mondiale stagionale.
2012
Esordisce nella stagione 2012 il 28 gennaio a New York, sull'inconsueta distanza dei 50 metri piani indoor, correndo in 5"67 dietro al connazionale Asafa Powell (5"64). Riesce in seguito a qualificarsi per i Mondiali indoor al meeting di Birmingham; dopo aver vinto la semifinale con 6"51, arriva secondo nella finale con 6"49, preceduto da Lerone Clarke (6"47) e succeduto per un solo centesimo da Asafa Powell. Ai Mondiali indoor di Istanbul, in Turchia si qualifica per la finale con 6"56; il 10 marzo corre la finale in 6"54 arrivando secondo dopo Justin Gatlin, che vince l'oro in 6"46.[20]
Ai trials giamaicani validi per la selezione olimpica Carter partecipa sia ai 100 che ai 200 metri piani, sebbene nella finale dei 100 m corra il secondo miglior tempo con 9"95 (dopo il 9"92 di Asafa Powell) in finale arriva solo sesto con 10"01 (vento +1,1 m/s). I qualificati per le Olimpiadi sono Yohan Blake (9"75), Usain Bolt (9"86) e Asafa Powell (9"88); il suo posizionamento gli impedirebbe anche di prendere parte alla finale della staffetta 4×100 metri. In seguito si disputano anche le selezioni per i 200 metri, ma ancora una volta per Carter non c'è nulla da fare: quinto posto con 20"45 (vento -0,5 m/s), in una finale in cui ancora una volta Yohan Blake batte Usain Bolt (19"80 contro 19"83), il terzo classificato è invece Warren Weir con 20"03.[21]
Ancora come nell'anno precedente pur non partecipando nelle gare individuali dei Giochi olimpici riesce ad entrare a far parte della staffetta, stavolta dopo l'ennesimo infortunio di Asafa Powell avvenuto nella finale dei 100 metri, in cui arriva ultimo con 11"99.[22] Carter riesce così a correre in squadra prima in semifinale in 37"39 in assenza di Usain Bolt (sostituito da Kemar Bailey-Cole),[23] mentre in finale, ancora una volta in prima frazione e con la stessa squadra dell'anno precedente (Frater, Blake, Bolt) riesce per la terza volta in carriera ad abbattere il primato mondiale con 36"84, scendendo per la prima volta sotto il muro dei 37 secondi.[24]
^(EN) Osaka 2007 - 100 Metres - M Heats, su osaka2007.iaaf.org, IAAF.org, 25 agosto 2007. URL consultato il 2 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 16 agosto 2012).
^(EN) Osaka 2007 - 100 Metres - M Quarter-Final, su osaka2007.iaaf.org, IAAF.org, 25 agosto 2007. URL consultato il 2 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 22 agosto 2012).
^(EN) Osaka 2007 - 100 Metres - M Semi-Final, su osaka2007.iaaf.org, IAAF.org, 26 agosto 2007. URL consultato il 2 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 22 agosto 2012).
^(EN) Osaka 2007 - 100 Metres - M Final, su osaka2007.iaaf.org, IAAF.org, 1º settembre 2007. URL consultato il 2 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 15 settembre 2008).
^(EN) Berlin 2009 - 4x100 Metres Relay - M Final, su berlin.iaaf.org, IAAF.org, 22 agosto 2009. URL consultato il 2 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 15 agosto 2012).
^(EN) Rieti 2009 - 100 metres, su iaaf.org. URL consultato il 25 agosto 2012 (archiviato dall'url originale il 23 ottobre 2012).
^(EN) Doha 2010 - 60 Metres - M Final, su iaaf.org, 13 marzo 2010. URL consultato il 2 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 4 giugno 2011).
^(EN) Samsung Diamond League - 100m Men, su diamondleague.com. URL consultato il 2 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 1º novembre 2011).
^ Matteo Moscati, Atletica: Risultati Meeting Rieti 2010, Sportlive.it, 29 agosto 2010. URL consultato il 2 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 5 marzo 2016).
^(EN) Daegu 2011 - 100 Metres - M Semi-Final, su daegu2011.iaaf.org, IAAF.org, 28 agosto 2011. URL consultato il 2 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 13 novembre 2013).
^(EN) Daegu 2011 - 100 Metres - M Final, su daegu2011.iaaf.org, IAAF.org, 28 agosto 2011. URL consultato il 2 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 20 gennaio 2012).
^(EN) Daegu 2011 - 4x100 Metres Relay - M Final, su daegu2011.iaaf.org, IAAF.org, 4 settembre 2011. URL consultato il 2 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 1º marzo 2014).
^(EN) Samsung Diamond League - 100m Men, su diamondleague.com. URL consultato il 2 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 3 gennaio 2012).
^La staffetta giamaicana vinse originariamente la medaglia d'oro con il record mondiale di 37"10 ma nel gennaio 2017 la medaglia venne revocata a causa della positività dello stesso Nesta Carter al test anti-doping. (EN) IOC sanctions two athletes for failing anti-doping test at Beijing 2008, su olympic.org, CIO, 25 gennaio 2017. URL consultato il 25 gennaio 2017.