Nacido en Saitama, Matsushita comenzó su carrera deportiva en el karting en 2005, compitiendo el Campeonato Juvenil de Karting de Japón. En 2008, se llevó el título de campeón en el Open Masters Kart Challenge ARTA. Terminó sus participaciones karting en 2010, terminando tercero en la categoría KF1 del Campeonato Japonés de Karting.^[1]​^[2]​

En 2011 disputó la Fórmula Pilota China. Ganó la última carrera de la temporada en Sepang y terminó 4.º.^[3]​^[4]​ Al año siguiente se coronó campeón del Reto Fórmula de Japón, ganando cinco carreras.^[3]​^[2]​

En 2013, debutó en la F3 Japonesa con el equipo Honda Formula Dream Project. Terminó 5.° la temporada, con cinco podios.^[3]​^[2]​

Para la próxima temporada decidió quedarse en la serie con el mismo equipo. Se obtuvo la victoria en Motegi, Fuji y Sugo, lo que le dio su segundo título en fórmulas.^[3]​^[2]​

Debutó en la GP2 Series en 2015 con el equipo ART Grand Prix. En la primera carrera en Baréin, se clasificó segundo en la parrilla frente a su compañero de equipo Stoffel Vandoorne y terminó en puntos en las dos carreras, marcando la vuelta rápida. En el Red Bull Ring, Matsushita consiguió su primer podio de la GP2 al terminar en tercer lugar. Obtuvo su primera victoria en la carrera sprint en el circuito de Hungaroring. Terminó noveno en la clasificación general.^[2]​

En febrero de 2016, se anunció Matsushita seguiría con ART para una segunda temporada, junto a su compañero, el ruso, Sergey Sirotkin.^[5]​ Fue suspendido por la 4.ª prueba de la temporada en Austria, debido a la conducción errática en el evento anterior en Bakú.^[6]​

El 20 de febrero de 2016, Matsushita firmó como piloto de desarrollo de McLaren.^[2]​^[7]​ En 2017, estuvo en las pruebas postcarrera de Hungría con el equipo Sauber.^[8]​

Matsushita disputó la temporada 2017 del Campeonato de Fórmula 2 de la FIA con el equipo ART, siendo compañero del tailandés Alexander Albon.^[9]​ Ganó la cuarta y la decimocuarta fecha del campeonato, en el Circuito de Barcelona-Cataluña y en Hungaroring, respectivamente.^[10]​ Finalmente finalizó 6° el campeonato.^[11]​

A finales de 2018, anunció su vuelta al Campeonato de F2 para la siguiente temporada, esta vez con el equipo inglés Carlin.^[12]​ Logró la pole position en la segunda fecha del campeonato, en Bakú.^[13]​ Fue segundo en Mónaco y, dos rondas más tarde, ganó en Spielberg, ambas en las carreras largas. Más adelante, logró un podio en la corta de Budapest.^[14]​ Logró otra victoria, esta vez en la carrera larga de la ronda de Monza.^[15]​ En Yas Marina obtuvo su quinto podio en el año, con otro segundo lugar en la carrera larga. Finalmente acabó en sexta posición en el Campeonato de Pilotos con 144 puntos.^[16]​

En 2020, Matsushita dejó Carlin para ser piloto de la escudería MP Motorsport.^[17]​ Ganó por quinta vez en la F2 en la carrera larga de Barcelona.^[18]​ Tras esta ronda no volvió a sumar puntos. Dejó la escudería (Giuliano Alesi ocupó su asiento) y la categoría para «nuevos desafíos».^[19]​

Para 2018, el piloto volvió a su país natal para correr en Super Fórmula. Logró 7 puntos y un 11.° puesto en la general.^[20]​

Tras su salida de la F2 a mediados de 2020, Nobuharu firmó contrato con B-MAX para hacer su regreso a la Super Fórmula.^[21]​ Entre ese año y 2021, Matsushita logró tres podios y una pole position.^[20]​^[22]​ En 2021, también compite en el campeonato nacional de Super GT (GT500) con el equipo Impul con un Nissan GT-R Nismo, junto a Kazuki Hiramine.^[23]​ El dúo ganó la quinta carrera de la temporada en Sugo.^[24]​

(Clave) (negrita indica pole position) (cursiva indica vuelta rápida puntuable)

(Clave) (negrita indica pole position) (cursiva indica vuelta rápida puntuable)

(Clave) (negrita indica pole position) (cursiva indica vuelta rápida)

• Sitio web oficial (en inglés)
• Nobuharu Matsushita en X (antes Twitter)
• Nobuharu Matsushita en Driver Database