Depuis son entrée dans le sport automobile professionnel en 2006, Nato a gravi les échelons en terminant deuxième en F4 Eurocup 1.6 en 2010 et en Formule Renault 2.0 Alps en 2012. 

Ensuite, Nato a démarré la Formule Renault 3.5 et a remporté une victoire dominante dans les rues de Monte-Carlo. Ses performances lui ont ouvert les portes de la série GP2, désormais Formule 2, où il a remporté trois victoires et huit podiums en trois saisons et terminé cinquième au classement général en 2016.

Plus récemment, Nato a terminé troisième de l'European Le Mans Series 2018 et du Championnat du monde d'endurance FIA 2019/20, avec une deuxième place aux prestigieuses 24 Heures du Mans.

Nato s'est déjà plongé dans le monde des courses de rue entièrement électriques en participant au Marrakech Rookie Test annuel et en ayant consacré des heures de développement pour l'équipe dans son simulateur au cours des deux dernières années.

Le Français a fait ses débuts en Formule E aux côtés d'Edoardo Mortara chez ROKiT Venturi Racing. Cette saison a été marquée par des hauts et des bas, avec des pénalités qui ont privé Nato de podiums à Rome et à Valence, mais il a terminé sa campagne en beauté avec une victoire lors de la finale de la saison à Berlin, devenant ainsi le troisième pilote à franchir la plus haute marche du podium lors de sa première saison.

Sans siège en Formule E pour la saison 8, Nato a tout donné dans la catégorie LMP2 du Championnat du monde d'endurance avec un poste de pilote de réserve chez Jaguar TCS Racing, où il a pris la relève pour remplacer Sam Bird, blessé, lors de la dernière double manche de la saison à Séoul.

Nato est de retour au volant à plein temps pour la saison 9, en partenariat avec son compatriote débutant Sacha Fenestraz au sein de l'équipe Nissan.