Նելսոն Ստեփանյանը ծնվել է 1913 թվականի մարտի 28-ին Արցախի Շուշի քաղաքում, հետո տեղափոխվել Երևան։
Նելսոնը դեռ մանկուց հետաքրքրված է եղել ավիցիայով ու ավիամոդելավորմամբ։ Բազմակի անգամ հաղթել է Մոսկվայում, Կիևում, Թբիլիսիում և Բաքվում անցկացվող ավիամոդելավորման մրցույթներում։
Դպրոցն ավարտելուց հետո սովորել է Սերգո Օրջոնիկիձեի անվան Բաքվի ռազմական ուսումնարանը։ 1935 թվականին ավարտել է Բատայսկի քաղավիացիայի օդաչուական դպրոցը, որտեղ էլ աշխատել է մինչև 1938 թվականը որպես հրահանգավորող օդաչու։
1938 թվականից մինչև մահը ծառայություն է իրականացրել ԽՍՀՄ բանակում։
Հայրենական պատերազմի երկրորդ օրը զորակոչվեց և ուղարկվեց Սևծովյան նավատորմի ավիացիա: Պատերազմի առաջին կիսամյակի ընթացքում Նելսոն Ստեփանյանն Լենինգրադի երկնքում ավելի քան 60 ռազմական թռիչքներ է իրականացրել և իր ստորաբաժանման հետ միասին խոցել ու ոչնչացրել 8 տանկ, 90 ավտոմեքենա, ավելի քան 60 զենիթային թնդանոթ և ինքնաձիգ, ինչպես նաև բազմաթիվ այլ տեխնիկա։
Ղրիմի օպերացիայի ժամանակ Ստեփանյանի գունդը ոչնչացրել է հակառակորդի 8 փոխադրամիջոց, 12 արագընթաց լաստանավ, ավելի քան 3000 սպա և զինվոր: Հավատարիմ մնալով՝ ենթականերին օրինակ ծառայելու իր սկզբունքին՝ Նելսոն Ստեփանյանը անձամբ էր իր գունդն առաջնորդում մարտի:
Թշնամու դեմ մարտերում ցուցաբերած արիության և ռազմական խիզախության համար Նելսոն Ստեփանյանը 1942թ. հոկտեմբերի 23-ին արժանացել է Խորհրդային Միության Հերոսի կոչմանը:
Հայրենական մեծ պատերազմի տարիներին Նելսոն Ստեփանյանը եղել է խորհրդային ավիացիայի լեգենդը և պարծանքը: Նա ահուսարսափ էր տարածում թշնամու շարքերում, ով ճանաչում էր ինքնաթիռն ու նրա ղեկին գտնվող օդաչուին, ինչը որ շատ հազվադեպ երևույթ էր ավիացիայում: Օդում տեսնելով նրա «Իլ-2»-ը՝ գերմանացիները «ուշադրություն, ուշադրություն, օդում Նլեսոնն է» բովանդակությամբ խուճապային հաղորդագրություններ էին տալիս:
1944թ. դեկտեմբերի 14-ին փոխգնդապետ Նելսոն Ստեփանյանն առաջնորդեց «Իլ»-երի խմբին Լիեպայայի նավահանգստի ռմբակոծմանը: Թիրախի մատույցներում Ստեփանյանի ինքնաթիռներն անակնկալ կերպով գրոհի ենթարկվեցին թշնամու 30 կործանիչների կողմից: Կատաղի և սրընթաց օդային մարտ ծավալվեց: Մի քանի րոպե անց առաջնորդող ինքնաթիռը, որն առաջինն էր խիզախորեն անցել հակահարձակման՝ պաշտպանելով մյուսներին, հրկիզվեց և ծովն ընկավ: Բալթիկ ծովի մարտում արիաբար ընկավ Նելսոն Ստեփանյանը:
Թշնամու դեմ մարտերում դրսևորած արիության և գնդի հմուտ ղեկավարման համար 1945թ. մարտի 6-ին Նելսոն Ստեփանյանին հետմահու շնորհվեց Խորհրդային Միության կրկնակի հերոսի կոչում
Ի դեպ՝ Նոր-Նորքի 2-զանգվածի 5-րդ փողոցը 1977 թվականին անվանվեց Նելսոն Ստեփանյան: Մեկ ու կես կիլոմետր է ձգվում: Սկսվում է Գայի պողոտայից և ավարտվում Բագրևանդի փողոցում:
