Fou un dels precursors del nacionalisme musical al Brasil. Després de rebre les primeres lliçons de música del seu pare, continuà la seva formació musical a Recife. El 1888 viatjà a Europa, on estudià a l’Acadèmia de Santa Cecília de Roma, al Conservatori Stern de Berlín i al Conservatori de París, centre aquest darrer on estudià orgue amb A. Guilmant. Quan tornà al Brasil (1895), començà a impartir classes a l’Institut Nacional de Música, del qual arribà a ser director (1902). A partir del 1896 dirigí també la Societat de Concerts Populars. La situació de la música brasilera en aquells anys era molt precària. En els concerts gairebé mai no es programaven autors del país, llevat dels casos puntuals de compositors com Carlos Gomes, amb les seves òperes d’estil italianitzant, Brazílio Itiberê o Alexandre Levy. Nepomuceno, en contra del corrent europeïtzant del moment, introduí la música popular en les seves obres. Del seu catàleg destaquen el Quartet núm. 3 ’Brasileiro', (1891), l’obra simfònica Série brasileira (1892) i el preludi simfònic O Garatuja (1904), totes elles amb elements extrets del folklore brasiler. El camí iniciat per Nepomuceno fou seguit per compositors com J.A. Barroso i F. Braga, el qual fou mestre d’H. Villa-Lobos.