Нажмиддин Мавлянов родился в Самарканде. В 2008 году окончил Государственную консерваторию Узбекистана в Ташкенте (класс Ольги Александровой). Ещё будучи студентом консерватории, был приглашён в оперную труппу Большого театра им. Алишера Навои (Ташкент), где работал с 2003 по 2010 год.
С 2010 года — солист Музыкального театра им. К.С. Станиславского и Вл.И. Немировича-Данченко.
Репертуар в Мариинском театре:
Герман («Пиковая дама»)
Садко («Садко»)
Андрей Хованский («Хованщина»)
Манрико («Трубадур»)
Макдуф («Макбет»)
Радамес («Аида»)
Дон Карлос («Дон Карлос»)
Ричард («Бал-маскарад»)
Габриэль Адорно («Симон Бокканегра»)
Морис Саксонский («Адриана Лекуврёр»)
Пинкертон («Мадам Баттерфлай»)
Марио Каварадосси («Тоска»)
Туридду («Сельская честь»)
Канио («Паяцы»)
Хозе («Кармен»)
Партия тенора в Реквиеме Верди
Также в репертуаре: Эдгар Рейвенсвуд («Лючия ди Ламмермур»), Гофман («Сказки Гофмана»), Альфред («Травиата»), дон Альваро («Сила судьбы»), Ленский («Евгений Онегин»), Водемон («Иоланта»), Ясон («Медея»), Рудольф («Богема»), Фауст («Осуждение Фауста»), Ромео («Ромео и Джульетта»), Вертер («Вертер») и другие партии.
Концертный репертуар певца включает в себя также сольные партии в кантате «Кармина Бурана» Орфа и «Песне о земле» Малера.
Принимал участие в гастрольных выступлениях труппы Мариинского театра в Риме, Гамбурге (Водемон в концертном исполнении «Иоланты») и Москве (Герман в концертном исполнении «Пиковой дамы»).
Как приглашённый солист выступает также в Большом театре России, Ковент-Гардене, Метрополитен-опере, Финской национальной опере, Немецкой опере на Рейне, Израильской опере (Тель-Авив), Михайловском театре.
Удостоен российской оперной премии Casta Diva (2020) как певец года и Российской национальной театральной премии «Золотая маска» (2021) в номинации «Лучшая мужская роль в опере» — за исполнение партии Садко в Большом театре России.