1771년 모리스 서클링의 추천으로 해군에 입대하였으며 템즈 강을 운항하는 수송선 경비함에 배속되어 해군 장교가 되기 위한 기초적인 항해술을 익혔다. 1773년 북극항해단에 참가하여 전함 카커스(HMS Carcass)의 키잡이로 북극을 다녀왔고 1777년 마침내 장교로 임관하였으며 윌리엄 로커 함장(Captain William Locker)이 이끄는 프리깃함에 승선하여 영국 상선을 호위하는 임무를 맡았다. 하지만 멕시코 인도양에서 말라리아에 걸려 치료를 받았지만 병세가 호전되지 않자 영국으로 송환되어 고향에서 요양하며 건강을 회복하였다.

1780년 미국 독립전쟁에 참전하였고 1782년 프리깃함 HMS 보레아스(Boreas)의 함장이 되었고 카리브해에서 영국 상선을 보호하는 임무를 맡았다. 1792년 마침내 넬슨은 전함 아가멤논(Agamemnon)을 이끌고 프랑스혁명 전쟁에 종군하여 지중해와 대서양에서 싸웠다. 1794년에는 코르시카섬 점령에 공을 세웠으나 오른쪽 눈을 잃었으며, 1797년의 세인트 빈센트 해전에서도 수훈을 세웠으나 오른쪽 팔을 잃었다. 그러나 이에 굴하지 않고 당시 최강으로 평가받는 프랑스 함대에 대적하여 영국함대를 이끌어가는 지휘관으로 임무를 수행했다. 1798년에는 나일강 입구의 아부키르만 해전에서 프랑스 함대를 격파하여 ‘나일강의 남작’이라 불렸다.
 
그러나 나폴리 체재 중 알게 된 해밀턴 부인과의 친교로 일시 군무(軍務)를 포기하고 귀국하였다. 1801년부터 다시 해상에 나갔고, 발트함대를 구성하여 코펜하겐 전투에서 승리하였다. 같은 해에 자작이 되었으며, 1803년부터는 지중해 함대 사령관으로서 대서양으로 진출하려는 프랑스 함대를 견제하였다. 1805년 봉쇄한 풀롱 항(港)에서 탈출한 프랑스 함대를 추격하여, 그 해 10월 21일 트라팔가르 해협에서 프랑스-에스파냐 연합 함대를 포착, 대담한 분단작전으로 이를 격멸시켰으나, 완승 직전에 프랑스 수병의 저격을 받아, “하느님께 감사한다. 우리는 우리의 의무를 다했다”라는 최후의 말을 남기고 기함 HMS 빅토리 호(號)에서 전사하였다.