Aunque nació en Zamora, pronto se mudó con su familia a Vallecas y allí creció, en un entorno humilde que no podía permitirse darle las condiciones necesarias para desarrollar su talento. Por este motivo, se trasladó a Barcelona, ciudad donde se encontraban distintas sedes de marcas de competición, para comenzar a dar sus primeros pasos en el mundo del motociclismo.

En la Ciudad Condal encontró a Don Paco Bultó, fundador y propietario de Bultaco. El mismo que se sorprendió cuando un joven Ángel le abordó en Retiro para preguntarle si podría trabajar con él. Aunque este primer acercamiento no dio resultado, a su llegada a Barcelona le esperó en la puerta de la fábrica y le volvió a solicitar trabajo. Esta vez sí, obtuvo un puesto como aprendiz en el departamento de competición.

Su deseo de estar en las pistas le llevó a pedirle a José Medrano que le llevase con él de gira. Aunque el piloto aceptó, le advirtió de que no podría pagarle. Sin embargo, al joven Nieto le bastaba la manutención para viajar con él. Cuando volvieron, a los jefes no les gustó nada que abandonase su puesto de trabajo y se volvió a encontrar en la calle.

No podía volver a Bultaco y Ducati estaba descartado al no tener motos menores de 125cc, cilindrada que aún no podía conducir a sus dieciséis años. Pero Derbi sí fabricaba algunas de 50cc y consiguió un trabajo, también en el departamento de competición, con esperanzas reales de poder subirse algún día a una moto suya. Sin dejar el trabajo, participó en una carrera en Francia en la que tuvo un accidente y todos descubrieron que ese joven no tenía licencia para correr. Gracias a esto, Derbi no le incluyó en una gira que hizo el equipo por Estados Unidos y a Ángel esto le sentó tan mal que dejó el trabajo.

Ya con edad suficiente para conducir una 125cc, prueba suerte en Ducati y consigue un contrato profesional. Tras año y medio, cierran el departamento de competición y se vuelve a encontrar sin equipo. Decide volver a Derbi y entonces comienza a despegar. En su primera temporada en la élite es campeón de España de 50cc y 125cc y cuarto en el Mundial. En 1969 ganó su primer Gran Premio y, al final de la temporada, su primer Mundial. El primer campeón del mundo español.

El de 1969 fue el primero de los 12+1 que consiguió en toda su carrera. Seis Mundiales de 50 cc y siete de 125 cc, a los que hay que sumar hasta veintitrés Campeonatos de España. Dominó quince años del motociclismo profesional, de 1969 a 1984, pasando por seis equipos diferentes: Derbi, Morbidelli, Kreidler, Minarelli, Garelli y Bultaco.

Tras su retirada, a principios de 1987 decidió lanzarse a crear su propia escudería, ‘Team Ducados Ángel Nieto’. Sin tanto éxito en su carrera en los boxes como en la pista, se disolvió en 1988. Diez años más tarde, se convirtió director técnico del Vía Digital Team con la marca Aprilla, logrando el Mundial de 125 cc gracias a Emilio Alzamora, piloto catalán.

Desde que se retiró, ha compatibilizado su vida con diferentes colaboraciones como comentarista. Además, en 2005 el director Álvaro Fernández Armero publicó un documental sobre su persona bajo el título Ángel Nieto: 12+1 y cuenta con un museo en Madrid. A lo largo de su carrera, ha sido reconocido con multitud de distinciones, entre ellas la Gran Cruz de la Real Orden del Mérito Deportivo en 1993.