En 1981, il enseigne la philosophie à l'Ecole française de Munich, puis intègre la promotion Léonard-de-Vinci de l'École nationale d'administration en 1983. À sa sortie en 1985, il est nommé sous-préfet
puis en 1985, chef du cabinet du préfet de Paris et de la région d'Île-de-France. En 1986, il est nommé directeur du cabinet du préfet de l'Isère, sous-préfet de Pithiviers en 1988, chef du bureau des actions locales et externes à la Direction du personnel du ministère de l'Intérieur en 1990, secrétaire général du groupe Rassemblement démocratique et européen au Sénat en 1991, conseiller technique au cabinet du président de l'Assemblée nationale en 1993, sous-préfet de Saint-Malo en 1995, secrétaire général de la préfecture du Maine-et-Loire en 1998, conseiller technique au cabinet de Nicolas Sarkozy, ministre de l'intérieur, et directeur du cabinet de Patrick Devedjian, ministre délégué, en 2002. En 2004, il est nommé préfet délégué pour la sécurité et la défense auprès du préfet d'Ille-et-Vilaine, puis en 2005 : secrétaire général adjoint du Secrétariat général des affaires européennes, en 2007 : chef de la mission pour la présidence de l'Union européenne au ministère de l'Intérieur[1].
Il est ensuite nommé préfet de la Nièvre en 2009[2], du Cher en 2011, d'Eure-et-Loir en 2013[3], de la Sarthe en 2017[4].
Membre de la Société des gens de lettres, Nicolas Quillet a publié une douzaine d'essais et de romans, le plus souvent sous le nom de plume de Manuel Cordouan[1],[6],[7].
Le , Nicolas Quillet est nommé chevalier dans l'ordre national du Mérite au titre de « Secrétaire général de la préfecture de Maine-et-Loire ; 19 ans de services civils et militaires »[11].