Nussel trat im Jahr 1989 in die CSU ein und wurde 1996 in den Stadtrat der Stadt Herzogenaurach gewählt, dem er bis heute angehört. 1998 wählte ihn die CSU-Stadtratsfraktion in Herzogenaurach zum Vorsitzenden. Von 2002 bis 2008 war er Zweiter Bürgermeister der Stadt Herzogenaurach. Nussel wurde 1997 als Direktkandidat für den Stimmkreis 507 Erlangen-Höchstadt in den Bezirkstag Mittelfranken gewählt und blieb dort 15 Jahre lang bis 2013 ehrenamtlich als Bezirksrat engagiert. Bei der Landtagswahl 2013 gewann Walter Nussel das Direktmandat im Stimmkreis 507 Erlangen-Höchstadt mit 41,08 % der Erststimmen. Im Bayerischen Landtag ist er seitdem Mitglied im Ausschuss für Wirtschaft und Medien, Infrastruktur, Bau und Verkehr, Energie und Technologie sowie im Ausschuss für Eingaben und Beschwerden. Am 14. Februar 2017 berief ihn der Ministerrat auf Vorschlag des damaligen Bayerischen Ministerpräsidenten Horst Seehofer zum Beauftragten der Bayerischen Staatsregierung für Bürokratieabbau. Nussel ist des Weiteren Kreisrat des Landkreises Erlangen-Höchstadt, Vorsitzender der CSU Kreistagsfraktion und stellvertretender Kreisvorsitzender der CSU Erlangen-Höchstadt.