En club, il est formé puis devient professionnel à l'US Créteil, club dirigé par son pèreKamel Remili. Il est ensuite recruté au Paris Saint-Germain où il remporte de nombreux titres. En 2022, il prend la direction du KS Kielce mais le club polonais étant en proie à des difficultés financières, son contrat est racheté dès février 2023 par le club hongrois du Veszprém KSE.
Fils de Kamel Remili, ancien joueur et actuel directeur général de l'US Créteil, c'est dans ce même club de l'US Créteil que Nedim Remili commence le handball à 10 ans[6], puis intègre le centre de formation et se fait rapidement remarquer par ses qualités au point d'être considéré comme un potentiel arrière droit de l'équipe de France[6]. Intéressant de nombreux clubs français et étrangers[6], il décide de rester à Créteil où il signe son premier contrat professionnel en 2013[7].
Remili sous le maillot de l'équipe de France en 2016.
En juin 2021, le club polonais KS Kielce officialise sa venue pour 4 ans en compagnie de Benoît Kounkoud à l'intersaison 2022[10].
Il dispute ensuite ses premiers Jeux olympiques, décalés d'un an à cause de la pandémie de Covid-19. Sa polyvalence permet à Guillaume Gille de placer Remili sur un poste de demi-centre[11] et ce avec succès puisqu'il devient champion olympique et, à titre individuel, est élu meilleur demi-centre de la compétition.
Au Championnat du monde 2023, Rémili est à nouveau principalement positionné au poste de demi-centre et joue un rôle central dans le parcours de l'équipe de France qui ne s'incline qu'en finale face au Danemark. Il est ainsi pour la troisième fois élu dans l'équipe-type d'une compétition internationale.
A son retour à Kielce, le club polonais est en proie à de sévères soucis financiers à la suite de la perte de son sponsor principal et choisit de revendre le contrat de Remili qui rejoint alors en février 2023 le club hongrois du Veszprém KSE jusqu'en 2026 afin de notamment combler la blessure de l'Égyptien Yahia Omar[12].
Au championnat d'Europe 2024, il joue un rôle décisif dans le quatrième titre remporté par l'équipe de France, étant d'ailleurs élu meilleur joueur de la compétition[13].