Nuno comenzó su servicio militar cuando sólo tenía 13 años. A la muerte del rey Fernando I de Portugal, su única heredera fue Beatriz, esposa de Juan I de Castilla. Para mantener la independencia de Portugal, los nobles de la corte apoyaron la pretensión del hermanastro del difunto rey, Juan de Aviz, de subir al trono. Nuno Alvares fue nombrado Condestable y Protector de Portugal a los 24 años. Se utilizaron todo tipo de tácticas contra el ejército castellano que atacaba Lisboa en apoyo de la reivindicación de Beatriz, pero fue la peste la que se deshizo de ellos.
Juan de Aviz fue declarado rey pero esto provocó una invasión por parte de los castellanos liderados por Juan I que seguía luchando por la reivindicación de su esposa.
En agosto de 1385, Alvares lideró una victoria sobre los castellanos que acabó con la amenaza de ser anexionados.
Alvares era un hombre muy religioso. Construyó muchas iglesias y monasterios, entre ellos la iglesia carmelita de Lisboa y otra a Nuestra Señora de las Victorias en Batahala.
Tras la muerte de su esposa, Nuno se hizo fraile carmelita en el convento de Carmo que fundó en Lisboa. Se le conoce como Frei Nuno da Santa Maria. Vivió en el convento hasta su muerte. En el último año de su vida fue visitado por el rey Juan, que consideró que fue Nuno quien le puso en el trono y salvó la independencia de Portugal.
Por desgracia, su tumba se perdió en el terremoto de Lisboa de 1755.
Su fiesta se celebra el 6 de noviembre.