Erste internationale Erfahrungen sammelte Nanako Matsumoto im Jahr 2013, als sie bei den Jugendweltmeisterschaften in Donezk im 400-Meter-Lauf in 54,59 s den sechsten Platz belegte und mit der japanischen Sprintstaffel (1000 Meter) in 2:07,61 min die Bronzemedaille gewann. Im Jahr darauf nahm sie an den Asienspielen im südkoreanischen Incheon teil und schied dort mit 53,65 s in der ersten Runde über 400 Meter aus und gewann in 3:30,80 min die Silbermedaille mit der Staffel hinter dem Team aus Indien. Bei den IAAF World Relays 2019 in Yokohama belegte sie in 3:35,12 min den siebten Platz im B-Finale in der 4-mal-400-Meter-Staffel. Bei den World Athletics Relays 2021 im polnischen Chorzów schied sie mit der japanischen 4-mal-400-Meter-Staffel der Frauen mit 3:35,26 min im Vorlauf aus und auch in der Mixed-Staffel verpasste sie trotz neuem Landesrekord von 3:18,76 min den Finaleinzug.