Dzimis zemnieku ģimenē. Ieguvis divu klašu sākumskolas izglītību. Aktīvs 1905. gada revolūcijas Krievijā dalībnieks. 1906. gadā iestājās anarhokomunistu organizācijā, piedalījās bruņotos uzbrukumos, vairākkārt ticis arestēts. 1910. gadā notiesāts uz nāvi, bet nāvessods aizstāts ar katorgu. Atrodoties ieslodzījumā Butirku cietumā (1911–1917) Maskavā, N. Mahno pašizglītojās, piedalījās cietumnieku protestos un iepazinās ar ievērojamo anarhistu Pjotru Aršinovu (Пётр Андреевич Аршинов) kurš būtiski ietekmēja N. Mahno uzskatu attīstību. 1919.–1921. gadā P. Aršinovs bija viens no tuvākajiem N. Mahno līdzgaitniekiem.

Pēc Februāra revolūcijas N. Mahno amnestēja. Viņš atgriezās Guļaipoļē, kur kļuva par vietējās padomes priekšsēdētāju un īstenoja teroru pret muižniekiem un bagātajiem pilsoņiem. Vēlāk viņu ievēlēja par apriņķa padomes priekšsēdētāju. 04.1918. piedalījās cīņās pret vācu armiju un Ukrainas armiju. Pēc vairāku anarhistu konferenču apmeklēšanas Krievijā, 07.1918. atgriezās Ukrainā, lai organizētu partizānu cīņu. 1918. gada rudenī vadīja Jekaterinoslavļas guberņas partizānu kustību, gada beigās piedalījās kopīgās cīņās ar Sarkano armiju pret Ukrainas Tautas republikas valdību, kuras bruņotos spēkus komandēja Simons Petļura (Симон Васильович Петлюра).

02.1919. noslēdza savienību ar Sarkano armiju par kopīgu cīņu pret ģenerāļa Antona Deņikina (Антон Иванович Деникин) komandēto Dienvidkrievijas Brīvprātīgo armiju. 06.1919. Padomju Krievijas kara tautas komisārs Ļevs Trockis (Лев Давидович Троцкий) atcēla N. Mahno no brigādes komandiera amata, bet N. Mahno paziņoja, ka sarauj vienošanos ar padomju valdību. N. Mahno vienības turpināja cīņu vienlaikus arī pret petļuriešiem un A. Deņikina armiju, izvēršot plašu partizānu kustību Dienvidukrainā. 01.09.1919. N. Mahno pasludināja Revolucionārās Ukrainas nemiernieku armijas (Революційна повстанська армія України) izveidošanu (saukta arī par "melno armiju”). 20.10.1919. armijas Revolucionārā padome pasludināja patstāvīgas zemnieku republikas izveidošanu ar galvaspilsētu Jekaterinoslavļā (mūsdienās Dņipro Ukrainā). 11.01.1920. Ļ. Trockis izsludināja N. Mahno ārpus likuma. Kaujās pret N. Mahno armiju izmantoja arī Latviešu strēlnieku divīziju. 11.1920. N. Mahno vēlreiz noslēdza savienību ar Sarkano armiju. Viņa vienības piedalījās cīņās pret ģenerāļa Pjotra Vrangeļa (Пётр Николaевич Врaнгель) komandēto armiju Krimā un Ziemeļtaurijā. Pēc Krimas ieņemšanas, Sarkanā armija vēlreiz vērsās pret N. Mahno armiju, cenšoties to iznīcināt. 1921. gada augusta beigās viņš ar savu atlikušo armiju pārgāja Rumānijas robežu. 1922. gadā N. Mahno ar ģimeni bēga uz Poliju, kur 1923. gadā viņu arestēja. 1925. gadā pārcēlās uz dzīvi Francijā. 1926. gadā pieņēma uzvārdu Mihņenko (Михнeнко).

N. Mahno tēls atspoguļots kino, mūzikā un literatūrā. Ievērojamākie literārie darbi: Pāvela Bļahina (Павел Андреевич Бляхин) “Sarkanie velnēni” (Красные дьяволята, 1921; režisora Nikolaja Perestiani, Иван Николаевич Перестиани, tāda paša nosaukuma spēlfilma, 1923); Alekseja Tolstoja (Алексей Николаевич Толстой) triloģija “Sāpju ceļi” (Хождение по мукам, 1922–1941; režisora Grigorijas Rošala, Григорий Львович Рошаль, tāda paša nosaukuma spēlfilma, 1957); Konstantīna Paustovska (Константuн Геoргиевич Паустoвский) “Stāsts par dzīvi” (Повесть о жизни, 1945–1963) un citi. Spēlfilma “Nestora Mahno deviņas dzīvības” (Девять жизней Нестора Махно, režisors Nikolajs Kaptans, Николай Каптан, 2006) un citas. N. Mahno ticis pieminēts daudzās dziesmās, izmantota arī viņa dzeja, piemēram, viena no dziesmas Любо, братцы, любо variācijām, Тринадцатая рана (pankroka grupa "Koroļ i šut", Король и шут);  Батька Махно (rokgrupa "Ļube", Любе).