Ông sinh ngày 1 tháng 6 năm 1936 trên xứ sở Vạn Tượng, Ông thân sinh quê gốc Hưng Yên và bà thân sinh quê gốc Nam Định, trong suốt thời thơ ấu, Giáo sư Nguyễn Thế Anh đã chỉ có vài tháng dừng chân ở Việt Nam, cụ thể là ở Hà Nội khoảng năm 1941-1942, trong khi theo cha mẹ bôn ba nhiều hơn khắp đất Lào, đất Thái. Biến động xã hội toàn khu vực Á Đông khiến việc học bị gián đoạn một thời gian dài; sau khi từ Thái Lan trở lại Lào, Nguyễn Thế Anh vào trường Pháp học Pháp văn, Latin thay vì tiếng mẹ đẻ. Anh ngữ cũng được đồng hành sử dụng trong học thuật và đời riêng. Thế mà, sau 8 thập kỷ chừng như thiên di định số, tiếng Việt xứ Bắc vẫn nguyên vẹn trong giọng nói của Ông.

Năm 20 tuổi giành tài trợ tới du học Pháp, Ông từng muốn theo ngành hóa học là một mối say mê buổi đầu đời. Giáo sư Nguyễn Dương Đôn (1911-1999), Tổng trưởng Bộ Quốc gia Giáo Dục của chính phủ Việt Nam Cộng Hòa đương thời, người bằng hữu với ông thân sinh của Nguyễn Thế Anh, đã có lời khuyên sâu sắc rằng, đương thời quá thiếu các giáo sư lịch sử. Thật may, Ông cũng có hứng thú với sử, và không riêng sử Việt, bởi Việt sử trong suốt hành trình của đời ông đã không bị tách rời khỏi khu vực, khỏi thế giới. Sử Việt với cách nghiên cứu của ông đã trở thành một điểm nhấn đáng giá trên bản đồ nghiên cứu lịch sử thế giới, được học giới Tây-Đông trân trọng công nhận.

Là một giáo sư có tiếng tại miền Nam Việt Nam trước năm 1975, ông từng giữ chức Viện trưởng Viện Đại học Huế từ 1966 cho tới 1969, sau đó ông chịu trách nhiệm cho môn Sử học tại Đại học Văn khoa Sài Gòn từ 1969 cho tới 1975, chủ biên tập san Sử địa.

Giáo sư Nguyễn Thế Anh có công gây dựng nên uy tín Ban Sử trường Ðại Học Văn Khoa Sài Gòn. Số sinh viên ghi danh năm thứ nhất niên khoá 1974-75 lên đến khoảng 4,000 người. Trong vai trò Phó Khoa Trưởng Học Vụ, ông cũng là người chịu trách nhiệm soạn thảo chương trình tiến sĩ văn khoa Việt Nam, vốn bị xoá bỏ từ năm 1919 dưới thời Pháp thuộc. Chương trình này gồm hai cấp. Cấp thứ nhất gọi là “Năm Thứ Nhất Tiến Sĩ Chuyên Khoa.” Sau đó trong cấp thứ hai, ứng viên mới sửa soạn luận án.

Chương trình tiến sĩ chuyên khoa Sử Học bắt đầu được hai khóa thì Sài Gòn sụp đổ. Niên khoá đầu tiên 1972-73 chỉ có hai thí sinh trúng tuyển kỳ thi cuối Năm Thứ Nhất là Tạ Chí Đại Trường và Đỗ Phan Hạnh. Niên khoá thứ hai 1973-74 có hai thí sinh ghi danh, nhưng chỉ có một thí sinh dự thi và trúng tuyển Trần Anh Tuấn

Rời Việt Nam vào những ngày cuối cùng của tháng 4 năm 1975, ông tham dự trung tâm Centre National de la Recherche Scientifique, Paris, Pháp, với tư cách là một giám đốc nghiên cứu, sau khi đi làm việc với tư cách học giả tại viện Institute of Southeast Asian Studies, Singapore, và giảng viên tại Đại học Harvard. Năm 1991, ông được chỉ định làm giáo sư chuyên ngành Lịch sử và Văn hóa bán đảo Đông dương ("History and Civilisations of the Indochinese Peninsula") tại trường École Pratique des Hautes Études và Đại học Sorbonne, nơi làm việc cuối cùng của ông trước khi về hưu vào năm 2005[2].

Hiện tại ông có mặt trong ban giảng huấn của Viện Việt học (Institute of Vietnamese studies)[3]

Năm 1991, Giáo sư Nguyễn Thế Anh giữ ghế Giám Ðốc Trung Tâm Lịch Sử và Văn Minh Ðông Dương (Centre d’Histoire et Civilisations de la Peninsule Indochinoise) tại Ecole Pratique des Hautes Etudes (EPHE), Paris-Sorbonne, và vào ngạch Giáo Sư Thực Thụ từ năm 2005. Ông về hưu năm 2008.

Có ba tác phẩm chính của sử gia Nguyễn Thế Anh. Đó là Bibliographie Critique sur les Relations Entre le Viet-Nam et l’Occident (1964), La Monarchie des Nguyễn de la Mort de Tự-Đức à 1925 (1987), vàParcours d’ Un Historien du Viêt Nam (2008).

Hai tác phẩm trước là những luận án Tiến Sĩ Đệ Tam Cấp trình tại Sorbonne năm 1964 và luận án Tiến Sĩ Quốc Gia trình tại Paris-Sorbonne năm 1987. Tác phẩm thứ́ ba là một hợp tuyển gồm 99 bài viết bằng Pháp, Anh, và Việt ngữ của giáo sư Nguyễn Thế Anh do Philippe Papin, môn sinh và thành viên Viện Viễn Đông Bác Cổ (EFEO) tại Hà Nội sau 1975, sưu tầm và tuyển chọn.