Nathan Christoper Fillion è nato ad Edmonton (Alberta – Canada) il 27 marzo del 1971.
Figlio di Cookie e Bob Fillion, insegnanti di inglese in pensione, ha un fratello maggiore di nome Jeff.
Ha frequentato la “Holy Trinity Catholic High School”, il “Concordia University College” di Alberta e l’Università di Alberta, dove era membro della Kappa Alpha Society.
Durante l’università scopre la passione per il teatro e per il mestiere di attore. Partecipa a diversi lavori teatrali compreso “Theatresports” con il Rapid Fire Theatre e la parodia di una soap opera dal titolo “Die-Nasty”.
Nel 1994 si trasferisce a New York per intraprendere la carriera di attore e viene selezionato per interpretare la parte di Joey Buchanan nella soap opera “Una vita da vivere”. Per la sua interpretazione viene nominato per i Daytime Emmy Award for Outstanding Younger Actor in a Drama Series. Nel 1997 lascia la serie per seguire altri progetti, anche se ci ritornerà per una breve apparizione come guest star.
Dopo essersi trasferito a Los Angeles comincia a lavorare per la televisione. Ottiene il ruolo di Johnny Donnely nella sit com “Two guys and a girl and a pizza place” (in Italia “Due ragazzi e una ragazza”). Nel 1998 ottiene il ruolo di James Frederick “The Minnesota” Ryan nel film di Stephen Spielberg “Salvate il soldato Ryan”.
Nel 2002 comincia a lavorare con il creatore della serie di grande successo “Buffy The Vampire Slayer”, nel ruolo del protagonista della serie di fantascienza-western “Firefly”. L’incontro con Whedon sarà cruciale, perchè segnerà la carriera di Nathan Fillion, che tutt’oggi è amato in tutto il mondo per il personaggio del Capitano Malcolm Reynolds. La serie è sfortunata e viene cancellata solo dopo 15 episodi, ma si crea uno zoccolo duro di fan che la renderanno una delle serie di fantascienza più amate di sempre. Grazie alla sua interpretazione in Firefly vince il premio “Cinescape Genre Face of the Future – Male” award della Academy of Science Fiction, Fantasy & Horror Films e il “Syfy Genre Awards” nel 2006 come Miglior Attore Televisivo. Nel 2005 la serie viene conclusa da Joss Whedon con un film per il cinema dal titolo “Serenity” e Nathan Fillion ritorna ad interpretare il Capitano Malcolm Reynolds.
Nel 2003 interpreta il ruolo del cattivissimo prete misogino Caleb negli episodi conclusivi della settima stagione di Buffy The Vampire Slayer.
La chiusura di Firefly segna moltissimo Nathan, che aveva amato il suo ruolo e aveva raggiunto un grande feeling con il resto del cast.
Tra il 2002 e il 2006 presta la sua voce a diversi videogame e serie animate. E’ la voce di Gao The Lesser nel videogame “Jade Empire” e di Vigilante nella serie animata “Justice League Unlimited”.
Nel 2006 ottiene il ruolo dello sceriffo Bill Pardy nel film horror di James Gunn “Slither”. Grazie a questo ruolo guadagna il premio Fangoria Chainsaw Awards, nella categoria “Dude You Don’t Wanna Mess With” (che suona all’incirca come “Bellocci con cui non vorresti cacciarti nei pasticci”).
Nel 2007 esce nelle sale il film “Waitress” di Andrien Shelley, presentato al Sundance Film Festival. Nathan Fillion interpreta il dottor Jim Pomatter. Il film ha discreto successo, ma viene segnato dalla tragica sorte della regista, barbaramente uccisa il primo novembre del 2006.
Nello stesso anno interpreta Abe Dale nel film “White Noise: the light” ed appare anche in una puntata della popolarissima serie “Lost”, nei panni di Kevin, ex marito di Kate.
Nel dicembre del 2006 la FOX conferma che Nathan Fillion è stato scelto per interpretare la parte di Alex Tully nella serie “Drive”, che va in onda nel marzo del 2007. La serie però delude le aspettative della Fox e viene cancellata dopo poco più di un mese di programmazione.
Il 16 e 17 agosto del 2007 torna per breve tempo ad interpretare il suo ruolo nella soap “Una vita da vivere”, per le puntate n. 9.999 e 10.000.
Nello stesso anno è scelto per interpretare il ruolo di Adam Mayfair nella quarta stagione della popolarissima serie “Desperate Housewives”.
Da anche la propria voce al Sergente Edward Buck nella serie di videogiochi Halo, progetto a cui partecipano anche Alan Tudik e Adam Baldwin, che facevano parte del cast di Firefly. Insieme all’autore di Halo fonda l’organizzazione non profit “Kids need to read”, che promuove la lettura nei bambini delle scuole primarie.
Nel 2008 partecipa a un episodio della serie “James Gunn’s PG Porn” in onda su Spike e interpreta la parte di Runner nel film “Trucker”.
Ma il lavoro più interessante del 2008 è sicuramente il musical tragicomico “Dr. Horrible Sing-Along Blog”, di Joss Whedon. Nathan Fillion interpreta “Captain Hammer”, un supereroe arrogante e vanitoso, la cui nemesi è il Dr. Horrible, un nerd che desidera diventare un supercattivo come quello dei fumetti (interpretato da Neil Patrick Harris). Il musical non passa in tv ma viene distribuito solo online e riceve moltissimi riconoscimenti.
Nel marzo del 2009 va in onda sulla ABC la serie “Castle” che lo vede nuovamente protagonista nel ruolo dello scrittore di libri gialli Richard Castle, che in crisi creativa trova la sua nuova musa nella bella e determinata detective Kate Beckett. Per la sua interpretazione è stato nominato ai Satellite Award come Miglior Attore. La serie è stata rinnovata per quattro stagioni ed è molto probabile che venga presto annunciato il rinnovo per la quinta stagione.
L’11 Gennaio 2012 Nathan Fillion vince il Peolple Choices Award come miglior attore di una serie tv drammatica.
Ha partecipato inoltre al film “Much Ado About Nothing” (Molto rumore per nulla), nel ruolo di Dogberry. Il film è un’adattamento del capolavoro di Sheakespear ed è diretto da Joss Whedon. Attualmente il film è in post produzione e si attende l’annuncio della data di uscita nelle sale.