Der Australier Nathaniel Buzolic absolvierte seine Schauspielausbildung an der Screenwise Film & TV School for Actors in Sydney. Vorher hatte er bereits vereinzelt seine ersten Rollen als Gastdarsteller in den Serien Home and Away (2002) und All Saints (2003) übernommen und feierte einen kleinen Durchbruch als Moderator der Disney Channel-Show „Studio Disney“ (2005).
Nach zwei Kurzfilmen begann Buzolic seine Karriere als Moderator einer nächtlichen Call-In-Show „The Mint“ (2007) (vergleichbar mit den deutschen Quizsendungen im Nachtprogramm), sowie als Ko-Moderator der Bildungssendung „Weather Ed“ auf dem australischen Wetterkanal. Damals hätte sich der angehende Schauspieler wohl kaum träumen lassen, dass er bald in einer der beliebtesten TV-Serien landen würde.
Doch vorher erschien Nathaniel Buzolic in dem Kinofilm „Offing David“ (2008) und sammelte Erfahrung in einer Nebenrolle als Paul O'Donnell in der australischen BBC-Seifenoper Out of Blue (2008). 2010 erschien er in einer Gastrolle der Krimiserie Cops LAC und zog eine weitere Kinorolle an Land, in dem australischen Mystery-Thriller „Needle“ (beide 2010). Zuletzt war Buzolic in einer Gastrolle der neuen australischen Drama-Serie Crownies (2011) zu sehen.
Nun ist Nathaniel Buzolic in einer wiederkehrenden Rolle als Urvampir Kal in The Vampire Diaries (2012) mit von der Partie. In einem Interview mit The Daily Telegraph erzählte Buzolic: „Leute sagen, dass ich aussehe wie ein Vampir... Ich weiß nicht ob ich das als Kompliment nehmen soll oder nicht.“
Zudem ist der Darsteller seit Sommer 2015 in der Comedy Significant Mother mit von der Partie.