Nandamuri maakte zijn debuut als volwassen acteur in 2003 met Toli Choopulone. In 2005 startte hij zijn eigen filmproductiehuis N.T.R. Arts, vernoemd naar zijn grootvader N.T. Rama Rao. Hij is ook eigenaar van Advitha Creative Studios, een bedrijf voor video-effecten, dat speciale effecten leverde voor films als Legend waarin zijn oom Nandamuri Balakrishna speelt en Nannaku Prematho waarin zijn half broer N.T. Rama Rao Jr. de hoofdrol vervult. Nandamuri kreeg veel lof voor zijn rol in de films Athanokkade (2005), Hare Ram (2008), Pataas (2015) en 118 (2019). Ook speelde hij de rol van zijn vader Nandamuri Harikrishna in de tweedelige biopicNTR: Kathanayakudu en NTR: Mahanayakudu (2019).