Cole creció en Chicago, donde, a la edad de 12 años, cantaba y tocaba el órgano en la iglesia donde su padre era pastor. Formó su primer grupo de jazz, los Royal Dukes, cinco años después. En 1937, después de viajar con una revista musical negra, comenzó a tocar en clubes de jazz en Los Ángeles. Allí formó el King Cole Trio (originalmente King Cole and His Swingsters), con el guitarrista Oscar Moore (más tarde reemplazado por Irving Ashby) y el bajista Wesley Prince (más tarde reemplazado por Johnny Miller). El trío se especializó en música swing con un toque delicado en el sentido de que no empleaban un baterista; también eran únicos los sonidos del piano y la guitarra, a menudo yuxtapuestos para sonar como un solo instrumento. Una influencia para pianistas de jazz como Oscar Peterson, Cole era conocido por un estilo compacto y sincopado de piano, con frases melódicas y limpias.

Durante los últimos años de la década de 1930 y principios de los 40, el trío realizó varias grabaciones instrumentales, además de otras que presentaban sus voces armonizadoras. Sin embargo, encontraron su mayor éxito cuando Cole comenzó a virar a solista. Su primer éxito, “Straighten Up and Fly Right” (1943), fue seguido por éxitos como “Sweet Lorraine“, “It’s Only a Paper Moon“, “(I Love You) for Sentimental Reasons” y “Route 66“. Eventualmente, el piano quedó en segundo plano en su carrera de cantante.

Conocido por su tono cálido y fraseo impecable, Cole estaba considerado uno de los mejores vocalistas masculinos, aunque los críticos de jazz tendían a arrepentirse de su casi abandono del piano. Su primera grabación con una orquesta completa fue en 1946 para “The Christmas Song“, un clásico de la temporada navideña y una de sus grabaciones más vendidase.

En la década de 1950, trabajó casi exclusivamente como cantante, con arreglistas tan notables como Nelson Riddle y Billy May que le proporcionaron un exuberante acompañamiento orquestal. “Nature Boy“, “Mona Lisa“, “Demasiado joven“, “A Blossom Fell” e “Inolvidable” estuvieron entre sus éxitos más importantes de la época. De vez en cuando volvía a sus raíces de jazz, como en el destacado álbum After Midnight (1956), que demostraba que sus habilidades pianísticas no habían disminuido.

La popularidad de Cole le permitió convertirse en el primer afroamericano en presentar un programa de variedades en la televisión, The Nat King Cole Show, que debutó en la NBC en 1956. Sin embargo, el programa fue víctima del fanatismo de los tiempos y fue cancelado después de una temporada; pocos patrocinadores estaban dispuestos a asociarse con un conductor negro.

Nat “King” Cole fue el primer artista afroamericano en tener su propio programa de televisión. Sufrió en carne propia la discriminación racial de entonces. Su programa no duró mucho tiempo en el aire. Sus auspiciadores dejaron de apoyarlo. Nat se casó dos veces. Con Nadine Robinson (1937 a 1948) y con Maria Ellington (1946 a 1965). Pasaron los años y en 1991, su hija Natalie rindió homenaje a su padre con el álbum “Unforgettable With Love” donde incluyó uno de los temas favoritos del cantante, grabado 40 años antes. La canción “Unforgettable” comprendía la voz de su padre extraída de una cinta y la de la propia Natalie. En la noche de los premios Grammy

Cole tuvo grandes éxitos con los conciertos a finales de la década de 1950 y principios de 1960 y realizó dos giras con sus propias revistas al estilo vodevil, The Merry World of Nat King Cole (1961) y Sights and Sounds (1963). Sus éxitos de principios de los 60 – “Ramblin ‘Rose“, “Those Lazy, Hazy, Crazy Days of Summer” y “LOVE” – indican que se estaba alejando aún más de sus raíces de jazz y se concentraban casi exclusivamente en el pop dominante. La adaptación de su estilo, sin embargo, fue uno de los factores que mantuvo a Cole popular hasta su temprana muerte por cáncer de pulmón en 1965.

Los prejuicios de la época en la que Cole vivió, obstaculizaron su potencial para un mayor estrellato. Su talento se extendió más allá del canto y el piano: se destacó como una personalidad escénica relajada y humorística, y también fue un actor capaz, evidenciado por sus actuaciones en las películas Estambul (1957), China Gate (1957), Night of the Quarter Moon (1959) y Cat Ballou (1965); también se interpretó a sí mismo en The Nat “King” Cole Musical Story (1955) y retrató a la leyenda del blues W.C. Handy en St. Louis Blues (1958). Su hija Natalie Cole también fue una cantante popular que logró su mayor éxito discográfico 1991 con “Unforgettable“, un dúo creado electrónicamente con su difunto padre.