Začínal závodit v japonské sérii Super Formula, kterou vyhrál v letech 1981, 1982, 1984, 1985 a 1986. Firma Honda, dodavatel motorů pro Formuli 1, se ho proto rozhodla prosadit jako prvního Japonce, který se stane stálým členem některého týmu F1. Poté, co Frank Williams odmítl Nakadžimu angažovat a raději spolupráci s Hondou ukončil, uzavřela smlouvu s Lotusem, kde se japonský nováček stal od sezóny 1987 stájovým kolegou Ayrtona Senny. Zabodoval šestým místem hned ve svém druhém závodě v Grand Prix San Marina 1987, ale dlouhodobě se neprosadil. Jeho nejlepšími výsledky byla čtvrtá místa na Grand Prix Velké Británie 1987 a Grand Prix Austrálie 1989, kde také zajel jediné nejrychlejší kolo své kariéry (1:38.480 v 64. kole).