Ο Νίκος Αθηναίος σπούδασε πιάνο, σύνθεση και διεύθυνση ορχήστρας στην Αθήνα, στην Κολωνία και στο Ντύσσελντορφ. Μετά από θητεία ως αρχιμουσικός σε διάφορα γερμανικά μουσικά θέατρα (όπερες), ονομάστηκε το 1990 Γενικός Μουσικός Διευθυντής στην Φρανκφούρτη του Όντερ. Υπό την καθοδήγησή του, η Φιλαρμονική Ορχήστρα της πόλης αναδείχτηκε σε σύντομο διάστημα στο κορυφαίο συμφωνικό σύνολο του Κρατιδίου του Βρανδεμβούργου και εξελίχτηκε στη σημερινή Βρανδεμβούργια Κρατική Ορχήστρα (Brandenburgisches Staatsorchester). Με την Ορχήστρα αυτή ο Νίκος Αθηναίος αφομοίωσε ένα ευρύτατο ρεπερτόριο συμφωνικής μουσικής και πραγματοποίησε μία σειρά από περιοδείες τόσο στη Γερμανία (Βερολίνο, Κολωνία, Βόννη, Βρέμη κ.α.), όσο και σε πολλές χώρες της Ευρώπης, με συναυλίες σε σημαντικά μουσικά κέντρα όπως Μόσχα, Μαδρίτη, Παρίσι, Άμστερνταμ, Χάγη, Βρυξέλλες και Τελ-Αβίβ. Με την ίδια επίσης Ορχήστρα ηχογράφησε μία σημαντική σειρά από CD, αποσπώντας σημαντικά βραβεία, εγκωμιαστικά σχόλια και διεθνή αναγνώριση. Έχει διευθύνει πάνω από 60 σημαντικές ορχήστρες του εξωτερικού και όλες τις σημαντικές ελληνικές ορχήστρες. Έργα του έχουν παιχτεί κατ΄ επανάληψη στην Ελλάδα και στο εξωτερικό. Από τον Μάιο του 2000 μέχρι τον Απρίλιο του 2010 υπήρξε ο πρώτος Καλλιτεχνικός Διευθυντής του Μεγάρου Μουσικής Θεσσαλονίκης. Από τον Σεπτέμβριο του 2013 είναι Διευθυντής του Ωδείου Αθηνών και ταυτόχρονα Αρχιμουσικός της Ορχήστρας Academica Αθηνών.