Nicola Sansone nasce a Monaco di Baviera (Germania) il 10 settembre 1991. Cresce nel settore giovanile del Bayern Monaco, dove arriva a giocare nella terza lega tedesca con la squadra riserve. Nel 2011 passa al Parma, che lo cede in prestito al Crotone. In Calabria lascia i primi graffi della sua carriera: 5 gol in 35 presenze nel campionato di Serie B. Tornato in Emilia, debutta in Serie A il 26 settembre 2010 nel match Genoa-Parma 1-1. Il suo primo gol nella massima serie arriva poche settimane più tardi, il 28 ottobre, quando sblocca la sfida tra Torino e Parma, poi finita 3-1 per i gialloblu. Chiude la stagione con 6 gol in 26 partite. A metà della stagione successiva, la 2013/2014, si trasferisce al Sassuolo. Da allora ha collezionato 49 presenze con la maglia neroverde, realizzando 10 gol. In Nazionale, fa la trafila delle selezioni giovanili dall'Under 17 fino all'Under 21, con cui vince l'argento continentale nel 2013 in Israele. A giugno del 2015 si affaccia alla Nazionale maggiore, convocato dal ct Antonio Conte per uno stage a Coverciano. Il 12 giugno siede in panchina nel match di European Qualifiers disputato a Spalato contro la Croazia. Il 16 giugno esordisce nell'amichevole persa 1-0 a Ginevra contro il Portogallo: Sansone gioca 22 minuti, subentrando ad El Shaarawy al minuto 68.