Cursou estudios de Filosofía no seminario de Mondoñedo. Na Universidade de Santiago de Compostela comezou xurisprudencia pero trasladouse á Universidade de Alcalá onde se titula avogado en 1833. En 1836 é nomeado Secretario de Goberno político de Santander e posteriormente xefe político de Segovia. En 1843 foi Deputado pola Coruña e ó ano seguinte foi elixido por Cáceres e posteriormente por Navalmoral de la Mata, sendo nomeado Secretario do Banco de Isabel II. En 1847 aparece ó fronte do Real Consello de Agricultura, Industria e Comercio, sendo elixido deputado por Pozoblanco foi Secretario da Gobernación e en marzo deste mesmo ano é designado numerario da RAE. Durante cinco meses foi ministro de Comercio, Industria e Obras Públicas baixo a presidencia do seu amigo Joaquín Francisco Pacheco. Foi rector da Universidade de Madrid, realizando un beneficioso labor. En 1856 forma parte do gabinete presidido por O'Donnel como Ministro de Estado, ocupando máis tarde os cargos de Conselleiro de Estado e Senador do Reino. En 1857 é elixido membro de número da Real Academia de Ciencias Morais e Políticas.
A obra de Nicomedes Pastor Díaz abrangue diversos campos:PERIODISTAÓs 17 anos xa publicara en El Museo a súa poesía "Alborada". Outros periódicos da época recollen composicións como "A la luna" (El Artista), "Mariposa Negra" (La Abeja). Varios artigos do autor recóllense en Museo Artístico y Literario, El Porvenir y No me olvides. A súa producción periodística cobraría cada vez máis importancia publicando numerosísimos artigos en periódicos como El Español, El Correo Nacional, El Heraldo, El Sol e El Conservador.ENSAISTACultivou ensaios históricos e de creación e crítica. Destacan Italia y Roma ou Roma sin el Papa como as súas primeiras produccións. Entre os seus ensaios de crítica é salientable Del Movimiento Literario en España en 1837 onde preconiza a exaltación romántica. A teoría da rivalidade vellos-mozos actualízase aquí enfrontando ós enquistados no pasado e os que pregoan un futuro mellor. Outros dos ensaios de crítica é Prólogo a las Obras Poéticas de don José Zorrilla. Tamén son dignos de mención os seus ensaios biográficos dedicados a Francisco J. de Burgos, Angel Saavedra, Diego de León e Ramón Cabrera.POETAEn 1840 publíca o seu tomo de Poesías. Fixo versos en galego, francés e castelán, destacando sobre todo A la Luna, La Mariposa Negra e La Sirena del Norte. Tamén destacan os versos franceses Vie et MortNOVELISTAEscribiu un relato curto titulado Una cita que se publicou en folletón no ano 1837. De Villahermosa a la China é unha obra un pouco máis ampla e mellor construída, xa fora inserida a súa primeira parte como folletín en La Patria (1848) e impresa dez anos despois tal e como se coñece actualmente. esta obra é denominada tamén polo autor Coloquios, trátase dunha narracións con fermosas narracións do país galego. É unha especie de novela autobiográfica que foi eloxiada pola crítica contemporánea.ORADOREntre as súas intervencións ante o Congreso destacan "Sobre la dotación del culto y clero", "La devolución de los bienes del clero", "Sobre la fuerza del ejército y los recursos para el material de guerra" e "Discurso de redención, enganches y reenganches de la gente de mar". Destacou o seu discurso parlamentario en defensa da Constitución de 1837 fronte a Bravo Murillo.POLÍTICONas súas Memorias de una campaña periodística, Los problemas sociales, Diez años de controversia parlamentaria e no seu Cuaderno de autógrafos inéditos deixou impreso gran parte do seu ideario político, presidido polo lema da paz, a orde e a xustiza.GALEGUISTANalgunha ocasión foi censurado por non dedicarse especialmente a Galicia, sen embargo, sempre que tivo ocasión de expresa-la devoción pola súa terra natal así o fixo, coma no discurso de agradecemento ó Liceo Artístico e Literario da Coruña con motivo da homenaxe no seu honor.O certo é que Pastor Díaz tivo presente a Galicia ó longo da súa obra literaria, especialmente no que se refire á estética da súa paisaxe. Sen embargo, en lingua galega só nos deixou a súa Alborada e a égloga Belmiro e Benigno descuberta no ano 1951 en poema manuscrito.
Ía prologar Cantares Gallegos de Rosalía pero morreu antes de poder levar a cabo dita tarefa.