1966-ban szerzett általános orvosi diplomát Summa cum laude minősítéssel. Patológiából, neurológiából, pszichiátriából és neuropatológiából szerzett szakképesítést jeles eredménnyel, 2015-ben vascularis neurológia liszenc vizsgát tett. 1981-ben az Orvostudományok Kandidátusa, 1992-ben az Orvostudományok Doktora (MTA doktora) címet szerezte meg. Három alkalommal jelölték az MTA levelező tagságra.

Az Országos Klinikai Idegtudományi Intézet megbízott főigazgatója, a Semmelweis Egyetem Szentágothai János Idegtudományi Doktori Iskola Program vezetője. A Semmelweis Egyetem Szív- és Érgyógyászati Klinika Vascularis Neurológiai Tanszéki Csoport emeritus professzora, a Pannon Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Karán a Bioelektromos Képalkotó Laboratórium kutató emeritus professzora. Az EET-TUKEB tagja, a Szakmai Kollégium Neurológiai Tagozatának elnöke, a Vascularis Neurológia című lap főszerkesztője. Klinikusi tevékenysége a neurológia, ezen belül a vascularis neurológia területére koncentrálódik. Munkatársaival a Nemzeti Stroke Program kezdeményezője és kidolgozója volt. A stroke betegellátás témakörben számos közleménye jelent meg. Emellett négy szakkönyvnek volt szerkesztője. Kutatómunkájában egyrészről a vér-agy gát, agyi endothelium vizsgálata áll (elsőnek írta le az agyi kapillárisokban az interendothelialis záró-kapcsolatok freeze fracture morfológiáját, elsőként tenyésztett humán agyi endothelsejteket Európában), másrészt az ischaemiás neuronpusztulás mérséklése áll érdeklődése centrumában. Az antiapoptosis kezelés (génterápia, őssejt kezelés, gyógyszeres kezelés) kutatása mellett  a poststroke plaszticitás, annak molekuláris, genetikai szabályozása foglalkoztatja. Klinikai szinten újabban EEG képalkotási módszerekkel kutatja a poststroke reparatív folyamatokat. Irányítása alatt 22 hallgató védte meg PhD-téziseit. Jelenleg 3 PhD-hallgatóval dolgozik. 360 közleménye jelent meg (IF 210.051, Hirsch index: 25 , citáció 2270, 43 könyvfejezetben dolgozta fel eredményeit. Hazai és nemzetközi neurológiai társaságok tagja, a Magyar Stroke Társaság és a Közép és Kelet-Európai Stroke Társaság alapító elnöke volt. Munkásságát több hazai elismeréssel jutalmazták.

Dr. Nagy Zoltán, a Semmelweis Egyetem professor emeritusa, a Pannon Egyetem kutatóprofesszora, a hazai stroke-ellátás megteremtője, a pszichiátria és a neurológia, ezen belül a vascularis neurológia nemzetközi hírű tudósa tizennyolc esztendős korában került választás elé: a festészetre vagy az orvoslásra tegye-e fel az életét. Bár Magyarász Imre és Bene Géza tanítványaként gazdag művészi pálya előtt állt, mégis a gyógyítást választotta. Sikeres kutatómunkáját közleményeinek magas száma, idézettsége dokumentálja. Majd harminc PhD-hallgató dolgozott irányítása alatt. Tevékenységéért számos elismerést kapott. Érdeklődése a festészet iránt továbbra sem változott. Kutatóként foglalkozott a képbefogadás idegélettanával, s mint festő több kiállításon mutatta be munkáit.