Après l'obtention d'un diplôme en cinéma de l'université de l'Iowa en 1968, il travaille comme attaché de presse pour Paramount Pictures jusqu'en 1970. Cette année-là, il publie un essai, The Love Story Story, qui étudie le film Love Story, réalisé la même année par Arthur Hiller. Il se lance ensuite dans le roman policier avec L'Honneur perdu du sergent Rollins (Target Practice, 1974), un récit inspiré d'un fait réel où un détective privé de Los Angeles enquête sur le suicide présumé d'un ancien sergent de l'armée américaine accusé d'avoir trahi son pays pendant la guerre du Viêt Nam.
Le succès échoit toutefois à Nicholas Meyer grâce à ses pastiches ayant pour héros Sherlock Holmes, le célèbre personnage de Sir Arthur Conan Doyle. Dans La Solution à 7 % (The Seven-Per-Cent Solution, 1974), le docteur Watson, inquiet de la consommation de cocaïne de son ami Sherlock Holmes l'oblige à se rendre à Vienne pour consulter le jeune Sigmund Freud qui fait subir au détective une cure de désintoxication. C'est le point de départ d'une enquête échevelée. Meyer signe lui-même le scénario qui adapte ce roman qui devient Sherlock Holmes attaque l'Orient-Express (The Seven-Per-Cent Solution), un film américain réalisé par Herbert Ross en 1976. Dès lors, Nicholas Meyer poursuit en parallèle ses carrières de romancier et de scénariste, passant en outre derrière la caméra pour devenir réalisateur à partir de 1979 avec C'était demain (Time After Time) qui raconte comment le romancier H. G. Wells poursuit Jack l'Éventreur à travers le temps.
Publié en français sous le titre La Solution à 7 %, traduit par Rosine Fitzgerald, Paris, Robert Laffont, 1976 ; réédition, Paris, J'ai lu no 1473, 1983 (ISBN2-277-21473-6)
Publié en français sous le titre Sherlock Holmes et le Fantôme de l'Opéra, traduit par Pierre Charras, Paris, L'Archipel, 1995 (ISBN2-84187-004-9) ; réédition, Paris, Archipoche no 122, 2009 (ISBN978-2-35287-127-9)
The Adventure of the Peculiar Protocols (2019)
Publié en français sous le titre Sherlock Holmes et les Protocoles des Sages de Sion, Paris, L'Archipel, 2022
The Return of the Pharaoh (2021)
Sherlock Holmes and the Telegram from Hell (2024)
Autres romans policiers
Target Practice (1974)
Publié en français sous le titre L'Honneur perdu du sergent Rollins, traduit par Christophe Claro, Paris, Fleuve noir, coll. « Les Noirs » no 23, 1997 (ISBN2-265-00112-0)
Black Orchid (1978), en collaboration avec Barry Jay Kaplan
Publié en français sous le titre Manaus, traduit par Jean-François Blézot et Jean-Pierre Maurel, Paris, Éditions Alta, 1978
Autres publications
The Love Story Story (1970)
The View From the Bridge: Memories of Star Trek and a Life in Hollywood (2009)
Confessions of a Homing Pigeon(1981)
Publié en français sous le titre Confessions d'un pigeon voyageur, traduit par Marianne Véron, Paris, Robert Laffont, coll. « Participe présent », 1983 (ISBN2-221-01023-X)