Après le conflit, il sort diplômé de l'académie de l'armée impériale japonaise puis de la 19e classe de l'école militaire impériale du Japon. Le général ultranationaliste Sadao Araki fut l'un de ses camarades de classe. Abe commande ensuite le 3e régiment d'artillerie de 1918 à 1921. En , son régiment participe à l'intervention en Sibérie mais n'a jamais à se battre. Abe est nommé commandant de la 4e division le . Il est plus tard instructeur à l'académie militaire avant de devenir chef du bureau des Affaires militaires puis vice-ministre de la Guerre.
Comme Premier-ministre
Nobuyuki Abe n'est pas le premier choix pour le poste de premier ministre après la chute du gouvernement de Hiranuma Kiichirō. Du côté des civils, Fumimaro Konoe et Koki Hirota sont condérés comme favoris mais l'armée et les ultranationalistes soutiennent fortement le général Kazushige Ugaki. Après que le genrōSaionji Kinmochi ne déclare son désintéressement des candidats civils, l'armée est prête à imposer son choix. Cependant, Ugaki tombe malade et doit être hospitalisé. Le choix de Nobuyuki Abe, ministre de la Guerre par intérim, est un compromis. Abe a l'avantage de n'appartenir ni à la Tōseiha ni à la Kōdōha (des factions politiques au sein de l'armée) et est aussi soutenu par la marine impériale japonaise pour être un modéré. Mais il est méprisé par plusieurs hauts-officiers de l'armée pour n'avoir jamais participé à aucun combat.
Manquant du soutien des militaires et des partis politiques, Abe est remplacé par Mitsumasa Yonai en .
Suite de la carrière
Trois mois après son remplacement, l'armée envoie Abe en Chine en qualité d'envoyé spécial pour conseiller le régime pro-japonais de Wang Jingwei et négocier un traité garatissant les intérêts économiques et militaires japonais dans le Nord de la Chine.
Après la défaite de 1945, Abe est purgé de la fonction publique et arrêté par les forces alliées. Il n'est cependant accusé d'aucun crime de guerre et est très vite relâché.