Tillkännagivandet gjordes på bilmässan i Genève i Schweiz.
Den japanske biltillverkaren sade att dess investering på 125 miljoner pund skulle skapa 2.000 arbetstillfällen. Regeringen stöder projektet med ett bidrag på 9,3 miljoner pund.
Nissan sade att 400 av de nya arbetstillfällena skulle finnas i sin fabrik i Sunderland, och man beräknar att 1.600 arbetstillfällen kommer att skapas i leveranskedjan.
"När vi har tittat på siffrorna tidigare, det är oftast för varje en person anställd i anläggningen finns det fyra i den lokala försörjningsbasen," Trevor Mann, senior vice VD för tillverkning för Nissan Europe, berättade BBC News.
Tillverkningen av den nya kompaktbilen planeras starta från mitten av 2013.
Nissan planerar att bygga 100.000 av sin nya Inbjudan modell per år på sin anläggning i Sunderland, där det för närvarande gör cirka 480.000 av sina Qashqai, Juke och Note modeller per år.
Fabriken är redan den största bilfabriken i Storbritannien.
Företaget sade att inbjudan var utformad för att konkurrera med bilar som Ford Fiesta och Volkswagen Polo.
Det betonades att bilen som presenterades i Genève var ett konceptfordon, men att de viktigaste egenskaperna och styling redan fanns på plats.
"Den nya bilens nyckel USP [unik försäljningspunkt] kommer att vara sin bränsleekonomi", säger Kevin Fitzpatrick, Nissan vice ordförande för tillverkning i Storbritannien.
Källa: SMMT 2011
"Den kommer att utrustas med en ny generation motorer, som kommer att byggas på anläggningen också."
Namnet på bilen kommer förmodligen också att ha ändrats innan den börjar tillverkas.
Affärsminister Vince Cable berättade för BBC att nyheten var "en riktigt bra tillkännagivande".
Han tillade: "Det är mycket positivt, men man kan inte se detta isolerat, eftersom de andra stora bilbolagen också har gjort stora åtaganden gentemot Storbritannien.
"Jaguar Land Rover, Ford, BMW Mini, sätter in mer pengar och tar tillbaka leveranskedjan."
Den ytterligare investeringen i Nissan's Sunderland anläggning kommer att öka sin personal till 6000, vilket är rekordhögt för fabriken.
Arbetsgivarorganisationen, CBI, välkomnade också tillkännagivandet.
"Nissan Sunderland resan är en anmärkningsvärd historia, visar brittisk tillverkningskapacitet som bäst - utmärkt utbildning, en engagerad, kompetent arbetskraft och briljant, beslutsamt ledarskap", säger CBI generaldirektör John Cridland.
Labourledaren Ed Miliband sa att investeringen i Sunderland var ett resultat av den senaste regeringens arbete.
"Regering, fackföreningar och ledning arbetade tillsammans, och Peter Mandelson insåg behovet av en attitydförändring", berättade han för EEF National Manufacturing Conference.
"Vi ser svaret idag; den nya Nissan investeringen är en kulmen på detta tillvägagångssätt."
Nissan ska bygga en ny kompakt modell, kallad Inbjudan, på sin fabrik i Sunderland.