- Nagelsmann, futbol kariyerine FC Issing'te başladı ve Augsburg ile 1860 Münih takımlarının altyapılarında forma giydi.
- Münih ekibinin U-17 takımının kaptanlığını yaptı ve U-19 takımında önemli bir rol oynadı. Ancak, yaşadığı diz sakatlıkları nedeniyle U-19 seviyesinde futbolu bırakmak zorunda kaldı.
- Üniversitede işletme okuduktan sonra Spor Bilimleri'ne geçti ve teknik direktörlük kariyerine adım attı.
- 2008 yılında, eski takımı Augsburg'a dönerek teknik direktörlük kariyerine başladı. Bu dönemde kısa bir süre Thomas Tuchel ile çalıştı.
- 2010 yılında 1899 Hoffenheim'a geçerek U-19 takımının başına geçti. Aynı zamanda 2012-13 sezonunda A takımın yardımcı antrenörlüğünü üstlendi.
- 2016-17 sezonunda Hoffenheim'ın başına geçti ve Bundesliga'da en genç teknik direktör unvanını kazandı.
- 2019-20 sezonu öncesinde RB Leipzig ile anlaştı.
- 2021 yılında Bayern Münih'in başına teknik direktör olarak geçti. Ancak, Mart 2023'te görevine son verildi.
Nagelsmann, Hoffenheim U-19 takımıyla 2014 yılında Almanya şampiyonluğu yaşayarak U-19 liginde en genç şampiyonluk yaşayan teknik direktör oldu. RB Leipzig ile çalıştığı dönemde başarılı sonuçlar elde etti. Julian Nagelsmann, genç yaşına rağmen futbol dünyasında elde ettiği başarılarla dikkat çeken bir teknik direktördür. Çalıştığı takımlarda genç yeteneklere şans vererek ve taktiksel zekasıyla tanınan Nagelsmann, Almanya millî futbol takımının başında da başarılar elde etmeye devam etmektedir.