נבינסון יצא ללמוד באקדמיה ז'וליאן בפריז בשנים 1912 ו-1913. בפריז הוא פגש את ולדימיר לנין ופבלו פיקאסו, חלק סטודיו עם אמדאו מודיליאני, התוודע לקוביזם ופגש גם את הפוטוריסטים האיטלקיים מרינטי וג'ינו סווריני.
עוד בלונדון התיידד עם הסופר והאמן הרדיקלי וינדהאם לואיס. כאשר וינדהאם לואיס ייסד את מרכז האמנות הרדיקלית, שכלל את אדוארד וודסוורת' ועזרא פאונד, הצטרף גם אליהם גם נבינסון. במרץ 1914 הוא היה בין המייסדים של קבוצת לונדון. ביוני 1914 פרסם בכמה עיתונים בריטיים מניפסט לפוטוריזם האנגלי בשם Vital English Art. הפרסום זכה לגינוי כ"זוהמה פשיסטית" של האמנות בלונדון.
לואיס נעלב מכך שנבינסון צירף את שם המרכז לאמנויות הרדיקלית למניפסט מבלי לשאול אותו או מישהו אחר בקבוצה. לואיס ייסד מיד את הוורטיקיסטים, קבוצה אוונגרדית של אמנים וסופרים שנבינסון הוצא ממנה, אף על פי שהוא המציא את התואר למגזין "בלאסט".
מלחמת העולם הראשונה.
חובש.
עם פרוץ מלחמת העולם הראשונה הצטרף נובינסון ליחידת אמבולנסים (בדומה לציירת אוליב מודי-קוק) שאביו עזר להקים. החל מ־13 בנובמבר 1914 בילה נובינסון תשעה שבועות בצרפת עם היחידה ועם אגודת הצלב האדום הבריטי, ועבד בעיקר בסככות שאינן בשימוש בתחנת הרכבת דנקרק המכונה Shambles. בשמבלס שכנו כשלושת אלפים חיילים צרפתים שנפצעו קשה, שפונו מהחזית ואז ננטשו כולם. במשך שבועות הם נותרו לא מטופלים וללא מטפלים כשהמתים והגוססים שוכבים יחד על קש מלוכלך.
נובינסון, לצד אביו ומתנדבים אחרים, פעל לחבישת פצעים, לסייע בניקוי וחיטוי הסככות והחל להפוך אותם למקום מוגן. מאוחר יותר תיאר נובינסון את קורותיו בשמבלס בשני ציורים, "הדוקטור" ו"לה פאטרי". כאשר השלטונות הצרפתיים החלו להשתלט על המצב, נובינסון הוקצה מחדש כנהג אמבולנס. אף על פי שנבינסון התפאר שהוא מילא את התפקיד זמן רב, כנראה מצבו הבריאותי הירוד, נטרל אותו מנהיגה. בינואר 1915 גרם לו הראומטיזם, שהלך והחמיר, לשוב לבריטניה.
לנבינסון היו ארבע תמונות שנכללו בתערוכה השנייה של קבוצת לונדון שהתקיימה במרץ 1915. הציור הפוטוריסטי של נובינסון, "החזרה לשוחות", והפסל "מקדחת הסלע" מאת ג'ייקוב אפשטיין זכו לתשומת הלב הגדולה ביותר ולשבחים הגדולים ביותר בביקורות על התערוכה. לאחר שאביו קיבל הבטחות כי הוא לא יועבר לחזית, נבינסון התגייס לחיל הרפואה של הצבא המלכותי ובילה את שארית שנת 1915 בבית החולים הכללי השלישי בלונדון בוונדסוורת'.
נבינסון עבד שם כפועל שעזר בבניית כבישים והתאמת מחלקות חדשות. לפעמים הוא נשלח לצ'רינג קרוס לפגוש את רכבות בית החולים המגיעות מצרפת ולפרוק אותן, ובמשך זמן מה עבד במחלקה לחולי נפש.
נבינסון התחתן עם קתלין נואולמן ב־1 בנובמבר 1915 בבית העירייה של המפסטד, ולאחר ירח דבש של שבוע, הוא חזר לשירות, אך שוחרר בינואר 1916 מסיבות בריאותיות.
נבינסון השתמש בחוויותיו בצרפת ובבית החולים הכללי בלונדון כנושא לסדרה של ציורים רבי עוצמה שהשתמשו בטכניקות פוטוריסטיות וקוביסטיות, כמו גם בתיאורים מציאותיים יותר. במרץ 1916 הציג בגלריה גרפטון את ציורו "המקלע" ("מכונת ירייה") עם התאחדות האמנים של בעלות הברית. האמן וולטר סיקרט כתב אז כי הציור הזה "ישאר ככל הנראה האמירה המרוכזת ביותר של המלחמה בתולדות הציור".
התגובה לציור הזה גרמה לגלריית לסטר להציע לנובינסון תערוכת יחיד שהתקיימה באוקטובר 1916. התערוכה זכתה להצלחה קריטית ופופולרית וכל היצירות שהוצגו נמכרו. מייקל סדלר קנה שלושה ציורים, ארנולד בנט קנה את לה פטרי וסר אלפרד מונד קנה את "טאובה", שהראה ילד שנהרג בדנקרק מפצצה שהושלכה ממטוס גרמני המכונה טאובה.
כמה סופרים ופוליטיקאים מפורסמים ביקרו בתערוכה שזכתה לסיקור עיתונאי נרחב ונבינסון הפך למפורסם.
אומן רשמי.
באפריל 1917, בתמיכתם של מיורהד בון ואביו, מונה נובינסון לאמן מלחמה רשמי על ידי מחלקת המידע. כשהוא לובש מדים של כתב צבאי, ביקר בחזית המערבית בין 5 ביולי ל-4 באוגוסט 1917, תקופה שכללה את תחילתו של קרב פשנדל ב־31 ביולי. נבינסון שהה עם מבקרים אחרים בטירת ד'הארקורט, דרומית לקאן. אף על פי שהחיים בטירה אפשרו לנבינסון להפגין את כישורי הכנת הקוקטיילים שלו בפני המבקרים האחרים, עד מהרה הוא עבר לדיוויזיית החי"ר הרביעית ליד אראס. משם הוא עבר לאורך החזית, ביקר בעמדות תצפית קדמית ובסוללות ארטילריה. הוא טס עם חיל האוויר המלכותי ונתקל באש נגד מטוסים. הוא בילה לילה בבלון תצפית מעל הסום.
כשחזר ללונדון באוגוסט 1917, השלים נבינסון לראשונה שש ליטוגרפיות בנושא בניית מטוסים עבור תיק התמונות של משרד התעמולה המלחמתית, המאמצים והאידיאלים של בריטניה, ואז בילה שבעה חודשים בסטודיו שלו בהמפסטד ועבד על רישומיו מהחזית לציורים מוגמרים. מספר פקידי מחלקת התעמולה ביקרו באולפן ועד מהרה החלו להתלונן על העבודות החדשות האלה. נבינסון התמקד כעת באנשים פרטיים, כאנשים שהציגו איכויות הרואיות או כקורבנות מלחמה. הוא עשה זאת על ידי ציור ריאליסטי באמצעות לוח צבעים מוגבל, לפעמים רק חום בוץ או חאקי.
בעוד שבתערוכתו בשנת 1916 הציג נבינסון יצירות ריאליסטיות וגם יצירות תוך שימוש בטכניקות קוביסטיות ועתידניות, עבור תערוכתו בשנת 1918 היו כל העבודות מציאותיות בסגנונן ובהרכבן.
לא זו בלבד שמחלקת התעמולה באמנות ראתה בעבודותיו החדשות הללו משעממות, אלא שגם הצנזורה של משרד המלחמה התנגדה לשלושה מהציורים. הצנזור התנגד לציור של "קבוצת חיילים" בטענה ש"סוג הגבר המיוצג בהם אינו ראוי לצבא הבריטי". על רקע הסרקזם של תגובתו של נבינסון, הוא הצביע על כך שהחיילים בציור שורטטו בזמן חופשה מהחזית כשנתקל בה בלונדון. הבד הועבר בסופו של דבר לתצוגה.
לא כך קרה עם הציור "נתיבי התהילה", ציורו של נבינסון של שני חיילים בריטים שנפלו בשדה בוץ וסבך חוטי תיל. למרות האיסור הצנזורי, בתחילת 1918 הציור הועבר לתערוכה, ונבינסון התעקש להציגו עם רצועת נייר חום מעליו, ועליו כתובה המילה 'מצונזר'. מעשהו זה גרם לנזיפה בנבינסון, לא רק על הצגתו אלא על שימוש במילה 'מצונזר' ללא אישור.
ועדת היכל הזיכרון.
בשנת 1918, הסכים נבינסון לעבוד בוועדת אנדרטאות המלחמה הבריטית כדי לייצר יצירת אמנות גדולה אחת להיכל הזיכרון המתוכנן, שמעולם לא נבנה. הוא ערך ביקור קצר בחזית המערבית אך תנועותיו הוגבלו.
במהלך הביקור הוא צייר פצועים מהלכים, וכמה אסירים שעשו את דרכם אחרי התקפת בוקר מוקדמת. רישומים אלה הפכו לבסיס הציור "קציר הקרב" שהייתה היצירה הגדולה ביותר שנבינסון צייר. הציור הושלם בפברואר 1919 ונבינסון ארגן בסטודיו שלו תצוגה פרטית של הציור ב-2 באפריל עבור מבקרים ועיתונאים רבים.
אמנם הציור הניב ביקורות חיוביות, בעיקר בעיתון ה"דיילי אקספרס", אך הוא הוביל גם למאמרים שטענו כי הציור כה עגום עד כי הוא יכול לפגוע בציבור. כשהציור הוצג בתערוכה הענקית שארגן מוזיאון המלחמה האימפריאלי בדצמבר 1919 בבית ברלינגטון, נבינסון נדהם לגלות שהוא לא נתלה בחדר הראשי אלא בגלריה צדדית. תערוכה זו הביאה לסכסוך מתמשך בין נבינסון ובין מוזיאון המלחמה.
לאחר המלחמה.
נבינסון, לצד אדוארד אלגר וה.ג. וולס, ייצג את התרבות הבריטית בחגיגות השנה הראשונה לרפובליקת צ'כוסלובקיה בפראג בשנת 1919.
נבינסון ביקר לראשונה בניו יורק במאי 1919 ובילה שם חודש בזמן שהדפסי מלחמת העולם הראשונה שלו הוצגו, וזכו לשבחים רבים, בגלריה פרדריק קפל ושות'. תערוכה שנייה באותו מקום באוקטובר 1920 התקבלה בצורה גרועה, מה שהביא לכך שנבינסון התפכח מניו יורק, ובעקבות זאת הוא שינה את שם ציורו "ניו יורק - מופשט" ל"נשמת העיר חסרת הנשמה".
נבינסון טען כי הוא היה האמן הראשון שתיאר את ניו יורק בסגנון מודרניסטי, אך למעשה כמה אמני אוונגרד בריטיים ציירו בעיר לפני מלחמת העולם הראשונה. במאי 1919, בזמן שנבינסון שהה באמריקה, קתלין נבינסון ילדה בן תינוק, אך הילד נפטר זמן קצר לאחר מכן, לפני שאביו יכול היה לחזור לבריטניה.
אופיו הקשה וטענותיו בנוגע לחוויות המלחמה שלו ואישיותו הדיכאונית, גרמו לו לאויבים רבים גם בארצות הברית וגם בבריטניה. רוג'ר פריי מקבוצת בלומסברי היה מבקר ארסי במיוחד.
במהלך שנות השלושים של המאה העשרים, נבינסון צייר מספר נופי ערים בלונדון, פריז וניו יורק, שבדרך כלל התקבלו היטב. הבולט שבהם הוא "הסטרנד בלילה", משנת 1937. באותה שנה הוא אייר את שער המהדורה של רדיו טיימס ב־7 במאי, לציון הכתרת המלך ג'ורג 'השישי והמלכה אליזבת.
עבודתו שלאחר המלחמה כללה בדרך כלל נופים בסגנון נטורליסטי יותר. הוא גם הפיק אלגוריות היסטוריות גדולות שנחשבו נחותות מציוריו במלחמת העולם הראשונה. קנת קלארק, אז מנהל הגלריה הלאומית, העיר הערות על ציוריו ונבינסון הפך למבקר חריף של קלארק.
מלחמת העולם השנייה.
בתחילת מלחמת העולם השנייה הממשלה הבריטית הקימה את הוועדה המייעצת לאומני המלחמה, WAAC, ומינתה את קנת קלארק ליו"ר שלה. אולי העוינות בין קלארק לבינו, גרמה לכך שנבינסון התאכזב שלא הציעו לא עבודה על ידי WAAC. הוא הגיש שלושה ציורים בדצמבר 1940 שנדחו גם הם.
הוא עבד בזמן המלחמה כנושא אלונקה בלונדון בזמן הבליץ, שבמהלכו נפגעו מפצצות הסטודיו שלו ובית המשפחה בהמפסטד. בסופו של דבר, נרכשו ממנו שתי תמונות, "הגנה נגד מטוסים" ותיאור של "פיגוע באש" בלונדון.