In 2020 maakte Nannini de overstap naar het FIA Formule 3-kampioenschap, waarin hij uitkwam voor het team Jenzer Motorsport. Hij kende een rustig debuutseizoen, met het raceweekend op het Circuit de Barcelona-Catalunya als enige uitschieter. Dat weekend werd hij tiende in de eerste race, terwijl hij in de tweede race een podiumplaats behaalde. Met 11 punten werd hij achttiende in het kampioenschap.