Nuno Afonso Dias é licenciado em canto pela Universidade de Aveiro, na classe da professora Isabel Alcobia. Foi Docente Assistente nesta Universidade no ano letivo 2013/14. Desenvolveu os seus estudos com Alan Watt, Tom Krause e Michael Rhodes. Foi bolseiro da Fundação Calouste Gulbenkian para o projeto enoa (European Network of Opera Academies). Fez parte da Academia de Ópera do Festival de Verbier, onde trabalhou com Barbara Bonney, Claudio Desderi, Tomas Quastoff e Tim Caroll, tendo-se destacado com o Prémio Jovem Promessa Thierry Marmod.

Como solista, tem-se apresentado em concerto com diversas orquestras nacionais e internacionais, cantando obras de referência do repertório coral-sinfónico. No domínio da ópera interpretou, no Teatro N acional de São Carlos, ao longo das últimas temporadas, diversos personagens do repertório lírico, abrangendo obras de compositores consagrados como Puccini, Donizetti, Rossini ou Bizet, entre outros. Do seu repertório, que interpretou em palcos nacionais e internacionais, fazem também parte compositores como Verdi, Mozart, Busoni, Stravinsky ou Britten.

Da discografia de Nuno Dias destaca-se o disco Canções Pagãs, inteiramente dedicado ao cancioneiro de Luiz Goes, trabalho esse que foi reconhecido como de Utilidade Cultural pelo Ministério da Cultura. Foi cantor residente no Stadttheater Bern, na Suíça, durante a temporada 2014/15.