A háromszoros F1-világbajnok, Nelson Piquet fiaként az ifjabb Nelsonnak nem volt nehéz dolga, karrierjét apja támogatásával és pénzén építette fel. A kilencvenes években otthon, Brazíliában versenyzett, majd Európába költözött, 2004-ben megnyerte a Brit Forma-3 bajnokságot, 2006-ban pedig a GP2-ben lett második Lewis Hamilton mögött, mindannyiszor a Piquet Sport autóiban versenyezve.

2004-ben tesztelhetett először Forma-1-es autót, méghozzá egy Williamst, egy évvel később pedig egy BAR Hondát. 2007-et a Renault teszt- és tartalékpilótájaként töltötte, de többször is kijelentette, hogy 2008-ban már versenyzői ülést szeretne – megkapta.

A kis Piquet bemutatkozása azonban nem egy sikersztori, a brazil pilóta csak Fernando Alonso árnyékában versenyzett egész évben, a kétszeres világbajnok az időmérőkön 18:0 arányban kiütötte az újoncot. A futamokon volt azért egy-két jobb pillanat, a Német Nagydíjon pedig egy mázlis dobogó is összejött. Piquet sorsa az egész idény alatt bizonytalan volt, de a Renault végül úgy döntött, hogy 2009-ben kap még egy második esélyt is a pilóta.