A Budapesten született fiút hivatásos katona apja arra kérte: ne a katonai pályát válassza, de ő mégis a nyomdokaiba akart lépni. Tízévesen lett a pécsi kadétiskola növendéke, 1943-1944-ben a Ludovika Akadémia hallgatója volt. 1945-ben a budapesti Pázmány Péter Tudományegyetem magyar-olasz-művészettörténet szakára iratkozott be, első írásai 1947-től a Vigilia című katolikus folyóiratban jelentek meg. A mai napig elkötelezett hívő embernek vallja magát.

Diplomájának megszerzése után, 1950-től Budapesten tanított (egy ideig Pilinszky Jánossal együtt), 1956-tól a Magvető Könyvkiadónál volt szerkesztő. A film világa iránt érdeklődő Nemeskürtyt 1959-ben a Híradó és Dokumentumfilmgyár dramaturgiai vezetőjének nevezték ki, 1961-től filmtörténetet oktatott a Színház és Filmművészeti Főiskolán. 1963-tól a Magyar Filmgyártó Vállalat (Mafilm) stúdióvezetője, 1972-től a Budapest Filmstúdió, 1984-től a Magyar Filmintézet igazgatója volt 1987-es nyugdíjba vonulásáig. Majdnem három évtizeden át foglalkozott filmgyártással, irányítása alatt csaknem 160 magyar nagyjátékfilm készült el, több mint 30 elsőfilmes alkotó indulhatott útjára.

A rendszerváltozás időszakában, 1990 januárja és áprilisa között a Magyar Televízió elnöki tisztét töltötte be, emellett különféle társadalmi szervezetekben viselt magas tisztségeket. A 90-es években elnöke volt többek között az egyetemi és főiskolai oktatók kamarájának, a magyar ösztöndíj bizottságnak, a nemzeti etnikai kisebbségi és a Magyar Könyv Alapítvány kuratóriumának. 1993-1995 között a Magyar Írókamara elnöke volt, 1994-től a Magyar Művészeti Akadémia tagja, 2011 óta tiszteletbeli tagja, 1996 óta a Magyar Újságírók Közösségének (MÚK) tiszteletbeli elnöke.

1998 és 2001 között kormánybiztosként a millenniumi ünnepségek szervezését irányította, munkáját a Magyar Köztársasági Érdemrend nagykeresztjével ismerték el. 2001-ben vehette át az újjáalapított Corvin-láncot, 2001-2002-ben, majd 2011 óta ismét a kitüntetés elbírálásáért felelős testület elnöke.

1957-ben az irodalomtudomány kandidátusa, 1966-ban doktora lett, 1979 óta egyetemi tanár. Munkásságának fő területei a 16. és 17. századi magyar irodalomtörténet, valamint a 20. századi magyar filmtörténet. Termékeny író, több mint 50 kötet szerzője.

Ismertségét igazán a hazaszeretet, a nemzeti lelkiismeret és felelősség kérdését boncolgató történelmi, kultúrtörténeti könyveinek köszönheti, amelyek közül nem egy kiváltotta a szakmai körök felháborodását. 1966-ban óriási feltűnést keltett és nagy vitákat kavart Ez történt Mohács után című munkája, amely az 1526-os mohácsi csata és Buda 1541-es török kézre kerülése közti időszakot vizsgálta. 1972-ben jelent meg tabutörő, Requiem egy hadseregért című könyve, amely a második világháborúban a Don-kanyarnál vereséget szenvedett 2. magyar hadsereg sorsát dolgozta fel. A sok kiadást megért, hatalmas példányszámban elkelt művében írottakat, például hogy a katonákat "halálba szánták rossz fegyverzettel és felszereléssel", a hadtörténészek vitatják, ő azonban kitart nézetei mellett. 2011-ben így nyilatkozott: "1943 márciusában a Ludovikán a nagyobb közönségnél jobban és részletesebben értesültünk az eseményekről..., elhatároztam, hogy ezt... én egyszer megírom, úgy ahogy volt."

A hetvenes években kötete jelent meg Dózsa Györgyről, a magyar történelem legjelentősebb parasztháborújának vezéréről, az 1848-1849-es magyar polgári forradalom és szabadságharc hőseiről, kor- és életrajzot adott közre első európai rangú, magyar nyelven verselő költőnkről, Balassi Bálintról, 1988-ban publikálta Erdély 1916-1967 közti időszakáról szóló művét Erdélyi krónika címmel. 1989-ben jelent meg Mi magyarok című ismeretterjesztő munkája, 1990-ben magyar Biblia-fordításokból készített válogatást. 1995-ben adták ki a nemcsak Horthy Miklósról, hanem a Horthy-korszakról is szóló, a magyar társadalom felelősségét feszegető Búcsúpillantás című kötetét.

Filmesztétikai tanulmányainak sorából kiemelkedik Federico Felliniről írott könyve (1974), a magyar kultúra évszázadait Kis magyar művelődéstörténet című kötetében foglalta össze (1992), 1993-ban jelent meg A magyar irodalom története című munkája. Filmforgatókönyveket (Egri csillagok, Mint oldott kéve, Mindszenty József - Devictus Vincit, Sacra Corona) és színműveket (A hollószárnyú enyészet, Magyar Dekameron, Szép ének a gyulai vitézekről, A betűk csendjében, Hantjával ez takar) is jegyez.

2005-ben került a könyvesboltokba Mi végre vagyok a világon címmel életinterjúja, amelyben beszélgetőtársa Koltay Gábor filmrendező. 2011-ben jelent meg Vallani és vállalni - A hatalomváltás labirintusában című munkája.

Munkásságát számos kitüntetéssel ismerték el. 1971-ben Balázs Béla-díjjal, 1979-ben József Attila-díjjal, 1992-ben Széchenyi-díjjal tüntették ki, 1996-ban megkapta a magyar filmszemle életműdíját. 2002-ben II. János Pál pápától a Nagy Szent Gergely Lovagrend nagy tisztikeresztje a csillaggal kitüntetést vehette át. 2003-ban Prima Primissima Díjat, 2004-ben Szent István-díjat, valamint Teleki Pál-emlékérmet kapott. 2011-ben - az alapítása óta csupán néhány alkalommal átadott - Kossuth-nagydíjjal tüntették ki kulturális és művészeti életünk jelentős spektrumát átölelő sokoldalú munkássága, a magyar játékfilmkészítés több mint negyedszázados irányítása, irodalom-, művelődés- és bibliatörténeti művei, forgatókönyvei, gazdag publikációs tevékenysége, példaértékű életpályája elismeréseként. 2014-ben a Magyar Művészeti Akadémia Életműdíjában részesült.