Thân thế, học vấn
Nguyễn Tân Cương, sinh ngày 12 tháng 2 năm 1966, quê quán tại xã Tiên Ngoại, thị xã Duy Tiên, tỉnh Hà Nam. Ông có trình độ lý luận cao cấp và đã nhận bằng cử nhân quân sự tại Trường Sĩ quan Lục quân 2.
Binh nghiệp
Vào tháng 10 năm 1983, Nguyễn Tân Cương thi đỗ vào trường Sĩ quan Lục quân 2 và theo học lớp Chỉ huy tham mưu Binh chủng hợp thành.
Ngày 28 tháng 1 năm 1985, ông được kết nạp vào Đảng Cộng sản Việt Nam.
Sau khi tốt nghiệp vào tháng 6 năm 1986, ông được điều động về công tác tại Tiểu đoàn 9, Trung đoàn 201, Sư đoàn 302, Mặt trận 479, Quân khu 7, tham gia chiến đấu tại Campuchia, và đảm nhận vị trí Trung đội trưởng.
Đến tháng 10 năm 1987, ông trở thành học viên đào tạo Giáo viên Chiến thuật tại Trường Sĩ quan Lục quân 2.
Tháng 9 năm 1988, ông quay lại công tác và giữ chức Phó Đại đội trưởng Quân sự Tiểu đoàn 7, Trung đoàn 209, Sư đoàn 312, Quân đoàn 1.
Năm 1989, ông lần lượt đảm nhận các chức vụ Đại đội trưởng Đại đội 3, Tiểu đoàn 7, Đại đội trưởng Đại đội 6, Tiểu đoàn 8 thuộc Trung đoàn 209, Sư đoàn 312, Quân đoàn 1, rồi trợ lý Tác huấn Ban Tham mưu Trung đoàn 209 đến năm 1991.
Vào tháng 4 năm 1992, ông được bổ nhiệm làm Tiểu đoàn trưởng Tiểu đoàn 8, Trung đoàn 209, Sư đoàn 312, Quân đoàn 1. Tháng 4 năm 1993, ông là trợ lý Phòng Quân huấn, Bộ Tham mưu, Quân đoàn 1.
Từ tháng 9 năm 1996 đến tháng 7 năm 1999, ông học tại Học viện Lục quân, đào tạo Chỉ huy Tham mưu Binh chủng hợp thành cấp Trung đoàn. Sau đó, từ tháng 8 năm 1999, ông trở lại làm trợ lý Phòng Quân huấn, Bộ Tham mưu, Quân đoàn 1.
Tháng 9 năm 2000, ông trở thành Phó Trung đoàn trưởng, Tham mưu trưởng Trung đoàn 141, Sư đoàn 312, Quân đoàn 1. Đến tháng 6 năm 2002, ông được bổ nhiệm làm Trung đoàn trưởng Trung đoàn 141, Sư đoàn 312, Quân đoàn 1.
Vào tháng 11 năm 2003, ông trở thành Trung đoàn trưởng Trung đoàn 165, Sư đoàn 312, Quân đoàn 1. Tháng 12 năm 2004, ông được bổ nhiệm làm Phó Tham mưu trưởng Sư đoàn 312, Quân đoàn 1.
Từ tháng 9 năm 2005 đến tháng 7 năm 2006, ông là học viên đào tạo Chỉ huy Tham mưu Binh chủng hợp thành cấp Sư đoàn tại Học viện Lục quân. Sau đó, ông giữ chức Phó Tham mưu trưởng Sư đoàn 312, Quân đoàn 1 vào tháng 8 năm 2006, và Phó Sư đoàn trưởng Quân sự Sư đoàn 312, Quân đoàn 1 vào tháng 6 năm 2007.
Tháng 8 năm 2008, ông được bổ nhiệm làm Sư đoàn trưởng Sư đoàn 312, Quân đoàn 1, đồng thời là Phó Bí thư Đảng ủy Sư đoàn 312.
Tháng 6 năm 2010, ông trở thành Phó Tư lệnh, Tham mưu trưởng Quân đoàn 1, và là Ủy viên Thường vụ Đảng ủy Quân đoàn 1.
Ngày 18 tháng 1 năm 2011, tại Đại hội Đại biểu toàn quốc lần thứ XI của Đảng, ông được bầu vào Ủy viên Dự khuyết Ban Chấp hành Trung ương.
Từ tháng 2 năm 2011 đến tháng 1 năm 2012, ông là học viên đào tạo Chỉ huy Tham mưu Binh chủng hợp thành cấp Chiến dịch Chiến lược tại Học viện Quốc phòng.
Vào tháng 10 năm 2011, ông trở thành Tư lệnh Quân đoàn 1, Phó Bí thư Đảng ủy Quân đoàn 1.
Từ tháng 3 đến tháng 7 năm 2013, ông tham gia khóa bồi dưỡng dự nguồn cán bộ cao cấp tại Học viện Chính trị Quốc gia Hồ Chí Minh.
Vào tháng 4 năm 2013, Nguyễn Tân Cương được bổ nhiệm làm Phó Tư lệnh - Tham mưu trưởng Quân khu 4 và Ủy viên Thường vụ Đảng ủy Quân khu.
Ngày 15 tháng 11 năm 2014, ông được bổ nhiệm làm Tư lệnh Quân khu 4, thay Trung tướng Nguyễn Hữu Cường. Cùng thời điểm đó, ông cũng được Thường vụ Quân ủy Trung ương chỉ định tham gia sinh hoạt tại Đảng ủy Quân khu 4 và giữ chức Phó Bí thư Đảng ủy Quân khu.
Trong Đại hội Đại biểu Đảng bộ Quân khu 4 nhiệm kỳ 2015-2020 vào tháng 8 năm 2015, ông tái đắc cử chức Phó Bí thư Đảng ủy Quân khu.
Ngày 26 tháng 1 năm 2016, tại Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ 12 của Đảng Cộng sản Việt Nam, ông được bầu làm Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XII.
Ngày 14 tháng 11 năm 2018, ông được bổ nhiệm làm Phó Tổng Tham mưu trưởng Quân đội nhân dân Việt Nam.
Vào ngày 31 tháng 12 năm 2019, Thủ tướng Chính phủ đã ra Quyết định 1966/QĐ-TTg bổ nhiệm Trung tướng Nguyễn Tân Cương, Ủy viên Trung ương Đảng, Ủy viên Quân ủy Trung ương, Phó Tổng Tham mưu trưởng Quân đội nhân dân Việt Nam, giữ chức Thứ trưởng Bộ Quốc phòng.
Ngày 7 tháng 1 năm 2020, Bộ Quốc phòng tổ chức hội nghị trao quyết định công tác cán bộ, trong đó Đại tướng Ngô Xuân Lịch đã trao quyết định bổ nhiệm Trung tướng Nguyễn Tân Cương giữ chức Thứ trưởng Bộ Quốc phòng.
Sáng ngày 22 tháng 1 năm 2021, tại Phủ Chủ tịch, ông và Võ Minh Lương được Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Nguyễn Phú Trọng trao quyết định thăng quân hàm từ Trung tướng lên Thượng tướng.
Ngày 30 tháng 1 năm 2021, tại Đại hội Đại biểu toàn quốc lần thứ XIII của Đảng Cộng sản Việt Nam, ông được bầu làm Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XIII, nhiệm kỳ 2021-2026.
Ngày 31 tháng 5 năm 2021, Chủ tịch nước Nguyễn Xuân Phúc ký quyết định bổ nhiệm ông làm Tổng Tham mưu trưởng Quân đội nhân dân Việt Nam.
Vào sáng ngày 3 tháng 6 năm 2021, tại Phủ Chủ tịch, Chủ tịch nước Nguyễn Xuân Phúc đã trao quyết định bổ nhiệm Nguyễn Tân Cương làm Tổng Tham mưu trưởng Quân đội nhân dân Việt Nam.
Ngày 20 tháng 10 năm 2021, tại Phủ Chủ tịch, Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Nguyễn Phú Trọng đã chủ trì lễ công bố và trao quyết định thăng quân hàm từ Thượng tướng lên Đại tướng đối với Bộ trưởng Bộ Công an Lương Tam Quang và Thứ trưởng Bộ Quốc phòng Nguyễn Tân Cương.