Nelson Pecegueiro do Amaral nasceu em São Paulo. Ainda jovem, mudou-se para o então Distrito Federal, onde concluiu o ensino secundário no Colégio Santo Inácio e graduou-se em Direito pela primeira turma da Faculdade Católica de Direito, atual Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio), em 1945.

Exercia a advocacia quando foi nomeado 24º Promotor Público Interino do Ministério Público do Distrito Federal, em 1951. Sua efetivação na instituição ocorreu em 1954, com a nomeação para o cargo de 13º Defensor Público, então classe inicial da carreira ministerial. Posteriormente, foi promovido a 7º Promotor Substituto (1960), 30º Promotor Público (1962) e 4º Curador de Família (1965), sendo transferido, em 1967, para o cargo de 2º Curador de Menores, no qual permaneceu até sua promoção a Procurador de Justiça, em 1970.

Embora tenha exercido a função de Curador de Menores por apenas um ano, sua passagem pelo cargo foi marcada pela autorização para participar do Curso de Especialização de Profissionais de Tribunais de Menores, realizado na Universidade Nacional de Córdoba, na Argentina, sob a coordenação da Organização dos Estados Americanos (OEA). No ano seguinte, foi nomeado para o cargo em comissão de Consultor Jurídico do Exército, função que desempenhou entre 1968 e 1977.

Sua proximidade com o regime civil-militar vigente no Brasil entre 1964 e 1985 resultou na concessão de duas condecorações militares: a Medalha do Pacificador, em 1968, e a Medalha Mérito Santos Dumont, em 1969. Recebeu ainda diversos elogios oficiais de altas autoridades militares, fundamentados na alegação de que teria desempenhado suas funções "em defesa dos interesses nacionais e na consolidação dos ideais revolucionários".

Exerceu a chefia institucional do Ministério Público do Estado do Rio de Janeiro como Procurador-Geral de Justiça entre 1980 e 1981. Sua gestão foi marcada por um período de intensa tensão institucional. Em 11 de novembro de 1980, foi deflagrada a chamada Vigília Institucional, considerada a primeira greve promovida por membros do Ministério Público brasileiro. Liderado pela Associação do Ministério Público do Estado do Rio de Janeiro (AMPERJ), sob a condução do Promotor de Justiça Leôncio de Aguiar Vasconcelos, o movimento reuniu cerca de 420 promotores e procuradores fluminenses em defesa da equiparação de direitos e da superação das disparidades decorrentes da fusão, em 1975, dos Ministérios Públicos do antigo Estado da Guanabara e do antigo Estado do Rio de Janeiro. Entre as principais reivindicações estavam o nivelamento remuneratório e a melhoria das condições de trabalho, especialmente quanto às instalações físicas e ao quadro de pessoal.

À época, o Estado era governado por Chagas Freitas, também integrante da carreira do Ministério Público. Sua postura diante do movimento foi de enfrentamento às reivindicações, em um contexto no qual a posição institucional adotada por Nelson Pecegueiro revelou-se ambígua. A questão salarial somente viria a ser solucionada durante o primeiro governo estadual de Leonel Brizola (1983–1986).

Outros acontecimentos relevantes durante sua gestão foram a realização do último concurso para o cargo de Defensor Público enquanto essa carreira ainda integrava a estrutura do Ministério Público fluminense e a criação da Caixa de Assistência do Ministério Público do Estado do Rio de Janeiro (CAMPERJ). À época, a Assistência Judiciária constituía carreira paralela subordinada ao Procurador-Geral de Justiça, sendo posteriormente desvinculada do Ministério Público para integrar a estrutura da Secretaria de Estado de Justiça, por força da Emenda Constitucional nº 16, de 1981, e, posteriormente, da Defensoria Pública, com a Emenda Constitucional nº 37, de 1987. A CAMPERJ foi criada com a finalidade de prestar assistência médica aos membros da instituição e seus dependentes, tendo Nelson Pecegueiro exercido o cargo de seu primeiro Diretor-Presidente.

Em dezembro de 1981, foi nomeado Desembargador do Tribunal de Justiça do Estado do Rio de Janeiro pelo Governador Chagas Freitas. A nomeação suscitou nova controvérsia, uma vez que a Ordem dos Advogados do Brasil (OAB) questionou o preenchimento da vaga pelo Quinto Constitucional, sustentando que, em razão da alternância prevista em lei, ela deveria ser destinada à advocacia, e não a um membro do Ministério Público. Apesar da contestação, prevaleceu o ato de nomeação praticado pelo Poder Executivo.

Faleceu em 2007, aos 85 anos de idade.