Dieter Nelle wurde 1958 in Neumünster geboren. Von 1978 bis 1984 studierte er Germanistik, Philosophie und Kunstgeschichte.
Es entstanden erste freie Theaterproduktionen. Von 1988 bis 1992 war Nelle Dramaturg und Regisseur am Stadttheater Ingolstadt, von 1992 bis 1993 Dramaturg an den Städtischen Bühnen Münster, anschließend ging er als freier Regisseur und Schauspiellehrer nach München. 1996 bis 2000 war er Dramaturg und Regisseur am Staatstheater Stuttgart. In dieser Zeit hatte er einen Lehrauftrag in der Bühnenbildkklasse von Jürgen Rose an der Akademie der schönen Künste.
Seit 2000 arbeitet Nelle als freier Regisseur und Dramaturg in München, Bozen (I), Zug (CH), Stuttgart, Berlin, Würzburg, Gera/Altenburg. Von 2004 bis 2011 war er Regisseur und Dramaturg am Theater Halle 7 in München.
2005 gründete er zusammen mit der Bühnenbildnerin Monika Reichert und dem Schauspieler Christof Küster die Gruppe ZOOM+ Stuttgart und 2009 zusammen mit der Schauspielerin Britta Scheerer die Gruppe zwischenraum 48°. Seit 2008 inszenierte Nelle regelmäßig am Forum Theater Stuttgart und dem Studio Theater Stuttgart.
Die Produktion des TEAMTHEATERS Fast perfekt von Nicole Moeller wurde 2015 für den Monica Bleibtreu Preis nominiert. Mit Das Wintermärchen von William Shakespeare (eine Produktion des Forum Theaters Stuttgart) gewann er den Preis 2016.