Nguyễn Tiến Duy là một trong những sản phẩm tiêu biểu của lò đào tạo Than Quảng Ninh, anh nổi lên rất sớm so với đám bạn cùng lứa và thường xuyên chấp tuổi các đồng đội ở cấp độ quốc gia: Lên U17 khi mới 15 tuổi và chiếm suất đá chính ở U19 Việt Nam khi mới 17 tuổi, giành Huy chương đồng giải U19 Đông Nam Á và là đại diện duy nhất cho khu vực Đông Nam Á dự giải vô địch châu Á (2010), sau đó vô địch giải U21 quốc tế Báo Thanh Niên.[3]

Mùa giải 2013, anh chỉ nghỉ duy nhất 1 trận trong hành trình đưa Than Quảng Ninh thực hiện cuộc chinh phục lịch sử: Lên hạng V-League. Trong đó, anh ra sân 1 trận duy nhất ở Cúp quốc gia năm 2013 trong trận thua 1-2 của Than Quảng Ninh với Xi Măng The Vissai Ninh Bình vào ngày 26 tháng 3 năm 2013 và 13 trận đấu ở Hạng nhất quốc gia năm 2013.

Tiến Duy bị chấn thương lưng khi đang chuẩn bị dự giải U21 Báo Thanh Niên phải điều trị 3 tháng và sau đó trở lại và anh chấp nhận một suất dự bị khi Than Quảng Ninh lên chơi V-League năm 2014. Ở mùa giải này, Tiến Duy chỉ thi đấu 10 trận bao gồm 2 trận ở Cúp quốc gia và 8 trận ở Giải vô địch quốc gia.

Đến mùa bóng 2015, anh ra sân 8 trận liên tiếp vào cuối giải ở Giải vô địch quốc gia dưới thời huấn luyện viên Phạm Như Thuần.