נסים דיין הוא במאי, מרצה ומבקר קולנוע. דיין, שכבר בגיל צעיר היה סינפיל, למד בסטודיו למשחק של ניסן נתיב ובתחילת דרכו הופיע בתיאטרון ופִרסם סיפורים קצרים בכתב העת "קשת".
את הקריירה הקולנועית שלו החל ב-1972 כעוזר במאי ב"פלוך", סרטו של דן וולמן. בעידודו של וולמן, כבר באותה שנה החל דיין לעבוד על סרטו הראשון כתסריטאי ובמאי, "אור מן ההפקר" (1973), שנוצר בהשראת השכונה שבה גדל והאנשים שחיו בה. הסרט צולם בשחור־לבן ובסגנון כמו ניאו־ריאליסטי און לוקיישן בשכונת שבזי בתל־אביב ובהשתתפות שחקנים לא מקצועיים.
הסרט יצא סמוך למלחמת יום הכיפורים ולא נחל הצלחה מסחרית. אף על פי כן, ברבות השנים נחקק כאחד הסרטים החשובים שהופקו בישראל בשנות ה-70 וכאחד הראשונים שהציבו קונטרה לסרטי הבורקס והציגו על המסך סוג אחר של "מזרחיוּת".
סרטו השני של דיין, "סופו של מילטון לוי", יצא כמעט עשור לאחר מכן, ב-1981, וכלל הופעה נדירה של מורה המשחק המשפיע ניסן נתיב. בשנים 1981–1983 שודרו בטלוויזיה הישראלית חמשת פרקי המיני סדרה שיצר וביים, "מישל עזרא ספרא ובניו". ב-1984 ביים את סרטו השלישי, "גשר צר מאוד". כעבור יותר מ-20 שנה, ב-2013, ביים את סרטו הרביעי, "מפריח היונים", שנחל הצלחה והביא לאולמות הקולנוע 180 אלף צופים.
לצד הקריירה שלו כבמאי, דיין לימד קולנוע באוניברסיטת תל־אביב ובבתי הספר בית צבי וסם שפיגל. דיין גם שימש מבקר קולנוע בעיתונים "העיר" ו"גלובס" ובתוכנית הרדיו "בילוי נעים" בגלי צה"ל. יחד עם דני ורט ערך סדרת ספרים על במאי הקולנוע הגדולים סרגיי אייזנשטיין, סטנלי קובריק, רובר ברסון, פדריקו פליני, אלפרד היצ'קוק ואורסון ולס.
דיין היה נשוי לשחקנית רחל דיין, ששיחקה בשלושת סרטיו הראשונים: "אור מן ההפקר", "סופו של מילטון לוי" ו"גשר צר מאוד".
