Babasının görevi nedeniyle Kars'da doğan Ateş Nesin, henüz bir yaşını doldurmadan İstanbul'a geldi ve yaşamının büyük bir bölümünü bu kentte geçirdi. İlköğrenimini üç ayrı okulda tamamladıktan sonra, ablası Oya ile birlikte kısa bir süre İtalyan Lisesi'nde okudu, liseyi de Kadıköy'deki Özel Anadolu Lisesi'nde bitirdi.
Askerliğini havacı er olarak tamamlayan Ateş Nesin, daha sonra sinema eğitimi almak için İtalya'ya, Roma'ya gitti. Fakat 70'li yıllarda Cinecitta'daki sinema okulu ekonomik kriz nedeniyle kapalı olduğundan, Bologna Üniversitesi Edebiyat Fakültesi'nin tiyatro bölümüne yazıldı. Ünlü tiyatro yönetmeni Luigi Sguarzina ve ünlü yazar ve semiolog umberto Eco'nun öğrencisi oldu. Öğrenim gördüğü fakültede, İtalya'nın tanınmış kukla tiyatrosu profesörü Mana Signorelli volpicelli'nin asistanlığını yaptı. Üniversite'den bir arkadaşıyla birlikte, "L'Arabesque" adı altında kurduğu yarı profesyonel tiyatro stüdyosunda oyunlar yönetti, seminerler düzenledi. Yazdığı şiirler, İtalya'daki sanat ve edebiyat dergileri ve antolojilerde yayınlandı. Şiirlerinden bazıları çeşitli edebiyat yarışmalarında ödüllendirildi.
25 Ağustos 1980'de kısa bir süre için Türkiye'ye gelen Ateş Nesin, 12 Eylül askeri harekâtından sonra hiçbir gerekçeye dayandırılmadan yıllarca pasaport alamadı. Bir süre babasının "Nesin Vakfı"nda görev yapan Ateş Nesin daha sonra turizm sektörüne girip çalışmaya başladı.