初期には『ソナチネ』などの器楽作品も見られるが、自動ピアノの可能性に目覚めてからはこの楽器を用いてリズムへの探求を行い、それは「自動ピアノの為の習作」という50曲を超える作品群へ結実した。これは、人間では演奏不可能な複雑なリズム構造を実現させるために自動ピアノを用いたものである。ヤングの『ウェル・チューンド・ピアノ』、ギュナー・ヨハンセンの『即興ソナタ』と並んで、改造ピアノの為に書かれた重要な作品群であり、現在もこの作品から影響を受ける作曲家は多い。この作品群は当初から現在のような高い評価を受けていたわけではなく、1750 Arch RecordsからLP四枚がリリースされた当時は「アメリカ実験音楽のひとつの潮流」程度の受け止め方でしかなかった。しかし1980年代にリゲティがたまたまパリのレコード屋でこのLPを入手し、「ナンカロウはヴェーベルンやアイヴズに匹敵するほどの大作曲家だ」と高く評価し、リゲティの弟子マンフレート・シュターンケもこの作曲家を研究したことによってナンカロウは広く知られるようになり、WERGOからCDがリリースされた。「メキシコには素材の細分化に向かった作曲家が3人いる。音律の細分化を図ったフリアン・カリリョとリズムの細分化を図ったコンロン・ナンカロウと変遷の細分化を図ったフリオ・エストラダだ」とManuel Antonio Dominguez Salasによって定義された。前衛世代を凌ぐ音楽素材の微細化に向かったリズム語法の祖として、評価が確定している。
アーカンソー州のテクサーカナに生まれる。ジャズバンドでトランペット奏者を務めた後、シンシナティで作曲を学び、ボストンでロジャー・セッションズ、ウォルター・ピストン、ニコラス・スロニムスキーに師事。その後、ニューヨークへ渡ってヘンリー・カウエルに学んだ。ヘレン・リグビーと結婚したものの3年で離婚。アンネッテ・マルゴリスと2度目の結婚に至るが、これまた3年で離婚。スペイン内戦でスペインに渡り、スペイン共産党に入党したことからアメリカへの帰国を拒否され、メキシコシティに居を定める。1955年に政治亡命が認められメキシコの市民権を取得。3度目の結婚は日本人学者のヨーコ・スギウラ・ヤマモトで、結婚時点ですでに長男のマコを妊娠中だった。多くの栄誉が与えられたのは1990年代だったが、長年の飲酒や喫煙のために入退院を繰り返していた。作曲日時を本人があまりしっかり書く習慣がなかったため、多くの作品は何年あたりに作曲されたと発表されている。発作で倒れる直前の1991年まで作曲活動を継続していた。1997年8月10日にメキシコシティで死去。パウル・ザッヒャー財団に自筆譜が寄贈された3か月後であった。長男のマコは学者に育った。
2018年1月13日、アメリカのプロレス団体WWEとディベロップメント契約を交わし入団。5月31日、フロリダ州タンパで行われたNXTのハウスショーにてカシアス・オーノを相手にデビュー。
大きく振りかぶりながら最終的に野手のような手投げで投げる、ギクシャクした独特の変則フォームを駆使する。岩本勉はその手投げから「ガチョーン投法」と命名し、『FFFFF』では多田野自身に許可をもらっている。この投法は股関節など体の硬さに由来し、投球時の踏み出しが普通の投手ならば6-7足分のところ、多田野は4足分程度であり、突っ立ったままのようなフォームになる（それ故、どの球種を投げてくるのか予測が付かない特徴がある）。しかし体の軸がしっかり安定しているため、コントロールが安定している。ボールを離すぎりぎりまで体が開かない特徴もある。総じて体の回転よりも後ろから前へ手を突き出す独特のフォームはMLBで会得したという。上記のように、あまりにも独特な投球フォームで投げるため、高校時代と大学時代に指導者からフォームを直すよう指摘されたこともあった。大学時代は「最速153km/hの本格派」と謳われていたが(本人が語るところによれば、実際の最高球速は148km/hだったとのこと)、メジャーリーグから帰ってきたときは最速140km/h程度で、どのボールも微妙に揺れて芯やタイミングを外す、というメジャーリーグ特有の投球術を身に付けていた（ただし球速が落ちたのは左手首が完治しておらず、投球の際に上手く折り畳めないことが影響しているためであり、完治後は最大145km/h程度出るようになった）。球種はスライダー、ツーシーム・ファストボール、サークルチェンジ、フォークボールなど。後述のスローボールにもサインがあると語っている。特にスライダーは切れ味が鋭く、「鬼スライダー」とも呼ばれる。サークルチェンジは数種類投げ分け、もっとも遅いものは球速90km/h台である。また、フォークボールが大きな決め球であった。他に大きな山なりの弧を描く、60-70km/hの超スローボールを持つ（ただのボール・イーファスピッチ・スカイツリーボールなどと呼ばれる）。メジャー時代、アレックス・ロドリゲスに対して投げ、三塁手へのゴロに討ち取ったこともある。日本でも2008年6月18日のセ・パ交流戦・広島東洋カープ戦（広島市民球場）でスコット・シーボルに対して用い、遊撃手へのゴロに打ち取った。このときはテレビカメラの撮影範囲外まで投球が上がり、「消える魔球」と呼ばれてスピードガンによる計測も出来なかった。また、2009年4月21日の福岡ソフトバンクホークス戦（東京ドーム）においても松中信彦に対して「流れを変える」べく投じているが、この時は見送られ、その打席では本塁打を打たれている。2012年5月8日には福浦和也に対し「ただのボール」を投じた際、上手くタイミングを合わせた福浦に、センター前に初めてヒットにされた。また一時期は、出身地が墨田区ということもあり、テレビ画面からはみ出すほどの高さに放るさまから、地元の建造物である東京スカイツリーにあやかって「スカイツリーボール」に改名する案が持ち上がったこともあった。