Nicola Pecorini è nato a Milano e ha iniziato a lavorare alla fine degli anni settanta in Svizzera come operatore per la televisione nazionale, coprendo un'ampia gamma di notizie, sport, documentari sulla natura e reportage sociopolitici.
Nel 1981, ha frequentato un laboratorio Steadicam tenuto dall'inventore di questo strumento, Garret Brown, in California e in breve tempo è diventato uno degli operatori più richiesti dell'industria cinematografia internazionale. Ha fondato, assieme a Garret Brown, la Steadicam Operators Association e ha contribuito a sviluppare strumenti tecnologici, diventati mezzo fondamentale per i realizzatori.
Oltre alle tante pellicole in cui si è occupato della cinepresa principale o della Steadicam, è diventato un importante direttore della fotografia per titoli come Regole d'onore di William Friedkin, Harrison's Flowers di Elie Chouraqui, La setta dei dannati di Brian Helgeland, Tutta la vita davanti di Paolo Virzì e, in una fruttuosa collaborazione reciproca con Terry Gilliam, Paura e delirio a Las Vegas, I fratelli Grimm e l'incantevole strega, Tideland e la pellicola ancora incompleta The Man Who Killed Don Quixote