Kazuki második generációs Forma-1-es pilóta, apja, Szatoru Nelson Piquet csapattársa volt a Lotusnál az 1980-as évek végén. A japán pilóta karrierjét hazájában kezdte a Toyota utánpótlásprogramjában, Európában 2006-ban kezdett versenyezni. Előbb a Forma-3 Euroseriesben, majd 2007-ben – amellett, hogy a Williams tesztpilótájaként is dolgozott – a GP2 sorozatban autózott, ahol futamot ugyan nem nyert, de így is az év újonca volt.
Első Forma-1-es versenye a 2007-es szezonzáró, a Brazil Nagydíj volt, ahol a visszavonult Alexander Wurz helyett ült autóba. Nakajima a versenyen csúnyát bakizott, bokszkiállásánál két szerelőjét is elütötte, 2008-ban azonban sikerült feledtetni a malőrt, a japán ifjonc teljesítménye nem sokkal maradt el nevesebb csapattársáé, Nico Rosbergé mögött.
