1988 geboren, begann Nathanaël Gouin im Alter von drei Jahren mit dem Klavier- und Geigenspiel. Er studierte am Konservatorium von Paris, an der New Yorker Juillard School und den Hochschulen für Musik Freiburg und München. An der Chapelle Musicale Reine Élisabeth bildet er sich bei Maria João Pires weiter. Er ist Preisträger zahlreicher internationaler Wettbewerbe wie dem Johannes Brahms-Wettbewerb in Pörtschach, dem Schwedischen Duett-Wettbewerb oder dem Kammermusikwettbewerb in Lyon.

Nathanaël Gouin tritt in Europa, Asien und den Vereinigten Staaten auf. Er wurde zu zahlreichen Festivals wie den Folles Journées de Nantes und la Roque d’Anthéron und in prestigereiche Konzertlokale wie die Cité de la Musique Paris oder den Salle de Rameau in Lyon eingeladen. Er arbeitete mit Ensembles wie die Philarmonie Liege, dem Orchestre National d’Ile de France, der Philharmonie Brüssel oder dem Chœur de Radio France sowie den Künstlern Maria João Pires, Gary Hoffman, Augustin Dumay, Jean Claude Pennetier, les Quatuors Voce et Cavatine, Bruno Delepelaire, Michel Dalberto, Francois Salque, José Van Dam, Raphaël Pidoux, Raphael Severe oder Fabrice Millischer zusammen.

Seine 2016 erschienene Aufnahmen mit dem Klavierkonzert von Edouard Lalo (Label Outhere) erhielt begeisterte Kritiken. Nathanaël Gouin gründete zudem ein Duo mit Guillaume Chilemme, ihre erste CD erschien 2014. 2017 wird beim Label Aparté eine Schubertaufnahme publiziert.