Lyon üniversitesinde matematik lisansından sonra (1932), Paris üniversitesini bitirdi (1934). Üniversite reformundan sonra kurulan astronomi kürsüsüne ilk Türk doçenti olarak atandı.
Ek görev olarak, İstanbul Teknik üniversitesinde matematik hocalığı yaptı (1936-46). İstanbul üniversitesinde profesör oldu (1948). Fen fakültesi dekanlığına seçildi (1954).
1958' den sonra Astronomi kürsüsünü yönetti. Türk Astronomi derneğinin başkanı oldu. Çeşitli yabancı rasathanelerle ortak çalışma programları geliştirmiş ve bilim yazıları yayınlamıştır. 1971'de Türk ve Balkan astronomlarının katıldığı "Keppler Sempozyumu"nu düzenledi.
TÜBİTAK Ulusal Gözlemevinin kuruluşunda önemli rolü oldu (1997). 1980' de dekanlık ve bölüm başkanlığı görevlerini sürdürmekte iken emekli olan Nüzhet Gökdoğan, 2003' de İstanbul'da vefat etti.
