Durante los años 20, el turinés, conocido por ser un gran atleta en general, comenzó su carrera deportiva con un Alfa Romeo que compró para sí mismo. Participó en algunas competencias, pero no fue sino hasta la década de 1930 que su aprendizaje como piloto aumentó exponencialmente al entablar amistad con el mítico Tazio Nuvolari.
Farina ganó el Campeonato de Italia tres veces seguidas entre 1937 y 1939. Luego, ganó muchos eventos europeos competitivos durante los años 40 y algunas carreras en América del Sur. En 1948 ganó el GP de Mónaco conduciendo un Maserati 4CLT derrotando a Louis Chiron por 35 segundos. Más tarde, el 24 de octubre de 1948, pilotó el primer coche de 1F1, se trataba de un Ferrari; la carrera se disputó en el Circuito de Garda. Farina se alzó con el triunfo sobre Bruno Sterzi.
Después de convertirse en el primer piloto en ganar una carrera del Campeonato Mundial en Silverstone el 13 de mayo de 1950, Farina obtuvo dos victorias más, en los GP de Suiza e Italia, en las siguientes seis carreras y anotó tres puntos más que Fangio.
Aunque Fangio ganó tres carreras, sus tres retiros fueron clave para el éxito de Farina. Solo los cuatro mejores resultados contaban para el Campeonato del Mundo y un piloto recibía un punto si tenía la vuelta más rápida de la carrera. Farina sumó un cuarto lugar y tres vueltas rápidas a sus tres victorias y aseguró el campeonato sobre la leyenda argentina, el de Turín acumuló 30 puntos en la clasificación general de pilotos, mientras que el argentino 27.
Farina no pudo replicar su éxito en 1951 ya que tuvo que retirarse de tres carreras por problemas mecánicos en su Alfa Romeo 159. En los tres eventos en los que su auto no pudo completar la carrera, Farina había comenzado el GP desde la primera fila.
A pesar de sus tres abandonos, el italiano finalizó cuarto en el campeonato con 19 puntos, sumando cuatro podios en siete carreras. Obtuvo la cuarta victoria de su carrera en el Gran Premio de Bélgica de 1951 en Spa-Francorchamps. Uno de los podios que logró durante esa temporada se debió a una conducción compartida con su compañero de equipo, Felice Bonetto, en el Gran Premio de Italia después de que el auto de Farina quedara fuera de juego al principio de la carrera por un problema en el motor.
En su tercera temporada, en 1952, Farina se trasladó a Ferrari para competir junto a Alberto Ascari y Piero Taruffi. Al volante del Ferrari 500 2.0 L4, un auto con especificaciones de Fórmula 2, Farina comenzó la temporada logrando una Pole Position en el Gran Premio de Suiza de 1952 superando a Taruffi por 2,6 segundos. No obstante, el coche de Farina se retiró de la carrera, tal abandono fue un duro golpe ya que su mayor rival por el título mundial, Alberto Ascari, estaba haciendo los preparativos para competir en la Indy 500, la cual fue la segunda carrera del año, puntuable para la F1, y en la que Ascari fue el único europeo en participar. Después del regreso de Ascari de los EE. UU., quedaban seis carreras en el calendario, en cuatro de esas seis carreras Farina culminó en segundo lugar, mientras que Ascari las ganó todas.
Incapaz de igualar a Ascari y Fangio en términos de velocidad y ritmo, Farina se tuvo que conformar con el tercer lugar en el campeonato después de anotar cinco podios en ocho carreras. El italiano obtuvo la última victoria de su carrera en GP en Nürburgring, en Nordschleife, en el GP de Alemania con más de 60 segundos de ventaja sobre Fangio. El futuro campeón mundial, el británico Mike Hawthorn, acompañó a los dos excampeones en el podio.
En la primera carrera de 1954, estableció el récord del piloto de mayor edad en lograr la Pole Position cuando salió primero en el Gran Premio de Argentina de 1954 a los 47 años y 79 días de edad, que aún es el récord. Su racha de cuatro podios consecutivos para cerrar la temporada de 1953 y otro podio en el primer GP de 1954 en Buenos Aires le dieron la mejor racha de podios de su carrera. Había comenzado a competir en el Campeonato Mundial de Automóviles Deportivos en 1953, disfrutando de cierto éxito y logrando un par de victorias en Spa y Nürburgring. Sin embargo, en 1954 su suerte fue diferente y un accidente en la Mille Miglia de 1954 condicionó su temporada.
Tras otro accidente en Monza, que le dejó con quemaduras, se vio obligado a solo participar en dos GGPP, terminando la temporada 1954 en el octavo lugar con seis puntos. Volvió a conducir para Ferrari en 1955, pero solo participó en tres carreras. Aunque los resultados fueron buenos; dos podios y un cuarto puesto; el desgaste físico fue demasiado alto ya que seguía tomando analgésicos para poder correr.
Decidió retirarse después del Gran Premio de Bélgica de 1955 debido al dolor físico. Sin embargo, intentó competir en el Gran Premio de Italia de 1955 en Monza con un Lancia D50, pero un accidente en los entrenamientos, del que salió ileso, le hizo retirarse del Gran Premio y de la F1. Entró en las 500 Millas de Indianápolis de 1956 y 1957, pero por diversas razones no participó en ninguna de las dos carreras.
Farina se retiró de las carreras de Gran Premio como uno de los pilotos más exitosos de su tiempo. Se retiró con cinco victorias en el Campeonato Mundial, 20 podios, cinco Pole Positions y cuatro vueltas más rápidas y siempre será recordado como el primer Campeón Mundial. Nino era un feroz competidor que a menudo era considerado un matón dentro de la pista, pero un caballero fuera del auto. Murió después de chocar camino al GP de Francia de 1966, una carrera que solo iba a ver. Conducía un Lotus Cortina.
"Un hombre de acero, por dentro y por fuera. Pero nunca pude evitar sentir aprensión por él. Era como un purasangre muy nervioso, capaz de cometer las locuras más asombrosas. Como consecuencia, era un interno regular de las salas del hospital", dijo Enzo Ferrari sobre Farina.
