Şcoala primară a făcut-o în satul natal, apoi a urmat seminarul monahal la Mănăstirea Neamţ (1946-1951), după care a studiat la Institutul Teologic din Bucureşti (1951-1955), a făcut cursuri de doctorat în teologie la acelaşi institut (1955-1958) şi cursuri postuniversitare la Bossey şi Geneva în Elveţia (1969-1970). Doctoratul şi l-a luat la Bucureşti în 1983. Activitatea bisericească şi-a început-o ca frate la schitul Nechit, jud. Neamţ (1943-1946) şi apoi la Mănăstirea Neamţ (1946-1951). La 10 martie 1950 a intrat în monahism, fiind hirotonit ieromonah şi a slujit ca preot la catedrala episcopală din Iaşi (1958-1962) şi bibliotecar al Mitropoliei de acolo. A fost numit stareţ al Mănăstirii „Sf. Ioan cel Nou” de la Suceava (1960-1966). Mitropolitul Iustin Moisescu l-a hirotonit arhimandrit la 2 februarie 1962 şi de la 25 martie 1966 până la 15 decembrie 1970 a fost stareţ al Mănăstirii Neamţ. La 27 decembrie 1970 mitropolitul Firmilian al Olteniei l-a hirotonit episcop-vicar la Craiova. De la 23 aprilie 1978 a devenit mitropolit al Olteniei. A fost membru de onoare al Academiei Române şi al Academiei de Ştiinţe din Republica Moldova.

    A trecut la cele veşnice la 17 mai 2000 la spitalul judeţean Craiova, în urma unui atac de cord. În legătură cu cauzele morţii sale, Alexandru Stănciulescu-Bârda, din România, scria acum doi ani că infarctul ierarhului ar fi fost provocat inclusiv de atacurile mediatice la care a fost supus mitropolitul Nestor Vornicescu. „Câteva cazuri de insubordonare, susţinute de o campanie de presă demnă de cauze mai nobile, l-au măcinat sufleteşte. Uneori a fost neînţeles de cei mici şi asta l-a făcut să sufere cumplit. Mai avea multe de scris şi de făcut, dar moartea n-a mai avut răbdare… Mitropolitul Nestor Vornicescu rămâne în istoria Bisericii Ortodoxe Române, a culturii româneşti, dar mai ales a Olteniei, ca o personalitate de elită, ca un om care şi-a făcut datoria cu prisosinţă faţă de ţară şi faţă de Biserica străbună”, scrie autorul. În opinia sa, Mitropolitul Nestor Vornicescu, care era originar din Basarabia, fiind, prin aceasta, un „român de margine”, deci „un român vechi”, venind, în mod constitutiv, dintr-o românitate dramatică, de „eternă Reconquista” ce afirma valori indiscutabile şi conserva concluzii a căror stabilitate înseamnă însuşi modul de a exista istoriceşte.