Ο Πιοβάνι σπούδασε μουσική στο Πανεπιστήμιο Sapienza της Ρώμης και το 1967 έλαβε δίπλωμα πιάνου από το Ωδείο Βέρντι στο Μιλάνο. Τα επόμενα χρόνια μελέτησε ενορχήστρωση και συνεργάστηκε εκτενώς με τον Μάνο Χατζιδάκι. Από τις δημοφιλέστερες συνεργασίες του αποτέλεσε αυτή με τον Ιταλό σκηνοθέτη Φεντερίκο Φελλίνι, για τις ταινίες L’ Intervista, Ginger e Fred και La voce della luna (“Η φωνή του φεγγαριού”). Αργότερα τίμησε το μεγάλο σκηνοθέτη γράφοντας ένα μπαλέτο με τίτλο “Balletto Fellini”.
Το 2000 η μουσική του για την ταινία “Η ζωή είναι ωραία” προτάθηκε για βραβείο Γκράμυ, το οποίο και τελικά κέρδισε ο συνθέτης Ράντυ Νιούμαν. Στις 21 Μαϊου 2008, στα πλαίσια του Φεστιβάλ των Καννών, τιμήθηκε για τη συνεργασία του με σημαντικούς Γάλλους σκηνοθέτες, λαμβάνοντας από τον γαλλικό υπουργείο πολιτισμού τον τίτλο του Ιππότη του Τάγματος Τεχνών και Γραμμάτων (Cavalier de l’ Ordre des Arts et des Lettres).
Εκτός από μουσική για ταινίες και το θέατρο, ο Πιοβάνι έχει γράψει συναυλιακή και συμφωνική μουσική. Μερικοί τίτλοι περιλαμβάνουν τους εξής: “La cantata del Fiore” (1988), “La cantata del Buffo” (1990), “Il signor Novecento” (1992), “Canti di scena” (1993), “Romanzo musicale” (1998), “lo stabat mater La Pietà” (1999), “La cantata dei cent’anni” (2006) (όλα σε στίχους του Vincenzo Cerami). Έχει ακόμη μελοποιήσει Όμηρο, Σείκιλο, Λόρδο Βύρωνα, Σεφέρη καθώς και Αϊνστάιν.
- Μέχρι στιγμής ο Πιοβάνι έχει γράψει μουσική για πάνω από 130 ταινίες, συμπεριλαμβανομένης και της ταινίας του Περικλή Χούρσογλου «Ο κύριος με τα γκρι».
- Ο ίδιος λέει πως «η κάθε ταινία έχει τη δική της προσωπικότητα. Πρέπει να παραμερίζεις τις φιλοδοξίες σου όταν συνθέτεις ένα σάουντρακ και να ταυτίζεσαι με την ταινία».
- Εδώ και χρόνια φημολογείται πως το όνομα Νικόλα Πιοβάνι αποτελεί ψευδώνυμο του φημισμένου μουσικοσυνθέτη Έννιο Μορρικόνε· ο ίδιος ο Πιοβάνι πάντως, διαψεύδοντάς το, το διασκεδάζει.