Babası İmameddin Zengi’nin 1146’da öldürülmesinden sonra Musul Atabegliği oğullarından Seyfeddin Gazi ile Nureddin Mahmud arasında paylaşıldı. Seyfeddin Gazi Musul merkez olmak üzere Fırat Nehrinin doğusunda kalan yerleri alırken, Nureddin, Halep merkez olmak üzere Fırat Nehrinin batısında kalan yerleri aldı.
Bu sırada Zengi’nin ölümünü fırsat bilen Haçlı liderlerinden İkinci Joscelin, bir kısım Hıristiyan halkla anlaşarak Urfa’yı ele geçirmeye muvaffak oldu. Nureddin Mahmud, bu haberi duyunca süratle gelerek kaleyi tekrar ele geçirdi. İhanet eden Hıristiyanları cezalandırdı. Halep bölgesine hakim olup, Hıristiyanların elindeki Keferlasa ve Artak’ı aldı.
1148’de Seyfeddin Gazi Musul’da vefat edince bazı komutanlar Nureddin’in atabeg olmasını istediler. Fakat, Kutbeddin Mevdud, atabeg oldu.
Sincar Valisi, Nureddin’i davet ederek şehri teslim edince, Mevdud ordusuyla harekete geçti. Fakat iki kardeş arasındaki anlaşmazlık barış ile neticelendi. Nureddin, Humus ve Rakka’yı alıp Sincar’ı kardeşine verdi (1149). Bu tarihten itibaren iki kardeş, Haçlılara karşı Müslümanları birleştirmek için çalıştı. Nureddin, Antakya topraklarını zapt etti. Harim civarını yağmalatıp, İnnib Kalesini kuşattı. Sıra ile Harim’i ve Famiye Kalesini aldı. Mevdud da Nureddin’in bu muharebesine katıldı. 1153’de Hıristiyanlardan Askalan’ı aldı. Askalan’ı kaybeden Hıristiyanların Şam’a yönelmeleri üzerine Şam’ı Emir Mucirüddin’den alarak kendi toprakları arasına kattı (1154). Esediddin Şirkuh’u Şam valisi yaptı ve Haçlıların saldırılarını bertaraf etti. Sonra Mısır işleriyle alakadar olmaya başlayan Nureddin Zengi, Şirkuh ve yeğeni Selahaddin Eyyubi’yi Mısır’a gönderdi. 1164 yılında Harim’i yeniden Haçlılardan aldı. 1169 yılında Şirkuh, Mısır’da hakimiyeti ele geçirdi. Selahaddin Eyyubi, Nureddin Zengi’nin emriyle 1171 yılında Fatımileri tamamen ortadan kaldırdı.
1173 yılında Anadolu’ya giren Nureddin Zengi, İkinci Kılıç Arslan’a ait bazı kasabaları ele geçirdi. Bu esnada Bağdat Abbasi halifesi kendisine Musul, Elcezire, İrbil, Hilat, Suriye, Mısır ve Konya hükümdarlığını tasdik ettiğini belirten bir menşur verdi. Fakat çok geçmeden Sultan Nureddin Zengi, Şam’da vefat etti (1174). Kendi yaptırdığı Nuriye Medresesine defnedildi. 1147-1149 yılları arasında gerçekleşen İkinci Haçlı Seferlerini neticesiz bırakan İslam kahramanlarından biri olan Nureddin Zengi, kurduğu eğitim kurumları, sosyal tesisler ve yaptığı imar faaliyetlerinin yanında, güçlü bir devlet kurucusu olan Selahaddin Eyyubi’yi yetiştirmesiyle de tanınmaktadır. Halep, Şam, Hama, Humus, Baalbek, Menbic ve diğer şehirlerde büyük medreseler, camiler, imaretler, kervansaraylar, hastane ve dar-ül-hadisler yaptırdı. Masrafların karşılanması, tamiratı ve yaşatılması için büyük vakıflar bıraktı. Şam’da yaptırdığı büyük hastane, devrin en meşhur mütehassıs doktorlarının hizmet verdiği bir sağlık müessesesiydi. Hadis üniversitesi mahiyetindeki ilk Dar-ül-hadisi o kurdu ve pek çok kitap vakfetti. Rasadhane kurdurarak, güneş saati yaptırdı. Dindar olup, ilim adamlarının hamisiydi. Karargahında dahi Kur’an-ı kerim okutup, hürmetle dinlerdi. Ülkesini adaletle idare ettiği için“Melik-ül-adil” lakabıyla tanındı. Haftada iki gün halkın huzuruna çıkarak şikayetleri dinlerdi. Haksızlıkların önüne geçmek ve devletin menfaatlerini korumak için, hassas bir haber alma teşkilatı kurdu. Haberleşmede güvercinlerden de faydalandı. Kendisinin ve aile çevresinin ihtiyaçlarını, ihsanlarını, şahsi malından karşılardı. Ganimetten, alimlerin helal dediklerinden başkasını almaz, altın, gümüş kullanmaz ve ipek giymezdi.