Natif de Sfax, élève du lycée pilote Bourguiba de Tunis, Nader Masmoudi est le premier et seul médaillé́ d'or de son pays aux Olympiades internationales de mathématiques en 1992.

Après l’obtention de son baccalauréat en mathématiques, il poursuit ses études en France et commence par la suite sa carrière à New York.

Détenteur de plusieurs prix prestigieux il reçoit en 2011 la médaille du meilleur article scientifique publié dans les Annales Henri Poincaré, et en 2012, il obtient une bourse de recherche de la part de la Fondation nationale pour la science.

En 2015, il est le lauréat de la chaire d'excellence de la Fondation sciences mathématiques de Paris.

En 2017, il reçoit, conjointement avec l’Allemand Simon Brendle, le Prix Fermat 2017 « pour ses travaux remarquables de profondeur et de créativité en analyse des équations aux dérivées partielles non-linéaires et en particulier pour ses contributions récentes à la résolution rigoureuse et complète de problèmes de stabilité hydrodynamique soulevés dès la fin du XIXe siècle par les pères fondateurs de la mécanique des fluides moderne ».