Ondanks de slechte financiële positie van zijn ouders stelden ze hem toch in staat te studeren aan de Universiteit van Minnesota, waar hij een bachelorgraad haalde in de elektrotechniek in 1931.
In 1938 publiceerde hij baanbrekende metingen van de relatieve concentraties van de isotopen van uranium.
In 1940 produceerde hij, op verzoek van Enrico Fermi, met hulp van een aantal van zijn studenten een kleine hoeveelheid puur uranium-235 voor John Ray Dunning aan Columbia-universiteit.
Van 1943 tot 1945 werkte hij in New York aan de ontwikkeling van effectieve massaspectrometers die tijdens de bouw van de atoombom gebruikt zouden worden.
Na de oorlog keerde hij weer terug naar Minnesota om zich te richten op onderzoek van verschillende natuurverschijnselen met behulp van massaspectrometrie.
Nier overleed aan de gevolgen van een verkeersongeluk.
