Это заглавные партии в «Руслане и Людмиле» и «Иване Сусанине» Глинки, Мельник в «Русалке» Даргомыжского, Князь Игорь и Кончак в «Князе Игоре» Бородина, Борис Годунов в одноименной опере Мусоргского и Досифей в его же «Хованщине», Варяжский гость в «Садко», Сальери в «Моцарте и Сальери», Царь Салтан в «Сказке о царе Салтане» и Собакин в «Царской невесте» Римского-Корсакова, Кочубей в «Мазепе», Король Рене в «Иоланте» и князь Гремин в «Евгении Онегине» Чайковского, Ланчотто Малатеста в «Франческе до Римини» и Алеко в одноименной опере Рахманинова, Кутузов в «Войне и мире» и Комиссар в «Повести о настоящем человеке» Прокофьева, Кац Звамбай в «Похищении луны» Тактакишвили, Андрей в «Октябре» Мурадели; Дон Базилио в «Севильском цирюльнике» Россини, Филипп II в «Дон Карлосе» и Захария в «Набукко» Верди, Мефистофель в «Фаусте» Гуно, Эскамильо в «Кармен» Бизе, Герцог в «Замке герцога Синяя Борода» Бартока.

«Большой театр я вспоминаю с детских лет. Уже во время войны радио передавало прекрасную музыку, и тогда уже, интересуясь музыкой вообще, я обращал внимание на Большой театр как символ чего-то великого. <…> Я всегда верил в великую миссию нашего музыкального искусства, и прежде всего Большого театра. Когда я пришел туда, я попал в атмосферу подъема». (Из интервью Е. Нестеренко «РГ» 2018, опубликовано 02.05.2021)

До Большого театра, с 1963 по 1967, Евгений Нестеренко пел в МАЛЕГОТе (ныне Михайловский театр). В 1967 получил II премию на Международном конкурсе молодых оперных певцов в Софии и был приглашен в Кировский (ныне Мариинский) театр. Одной из решающих вех в карьере Нестеренко стала I премия и Золотая медаль на IV Международном конкурсе имени П. И. Чайковского (1970).

Евгений Нестеренко сделал блистательную международную карьеру, выступал в крупнейших оперных театрах мира – Метрополитен опера, миланском Ла Скала (в частности, в 1978 он открывал юбилейный двухсотый сезон театра: в спектакле «Дон Карлос» его партнерами были Пласидо Доминго, Маргарет Прайс, Ренато Брузон и Елена Образцова, а за дирижерским пультом стоял Клаудио Аббадо), Королевской опере Ковент Гарден, Венской опере, Баварской опере, театре Колон в Буэнос-Айресе и многих других.

На этих сценах, а также в Кировском театре и МАЛЕГОТе, Нестеренко спел еще более 30 партий, в том числе в операх «Катерина Измайлова» Шостаковича, «Любовь к трем апельсинам» Прокофьева, «Пеллеас и Мелизанда» Дебюсси, «Царь Эдип» Стравинского, «Свадьба Фигаро», «Дон Жуан» и «Волшебная флейта» Моцарта, «Богема» Пуччини, «Трубадур» и «Симон Бокканегра» Верди, «Дон Паскуале», «Любовный напиток» Доницетти, «Русалка» Дворжака…

В репертуаре Евгения Нестеренко были и сочинения кантатно-ораториального жанра («Патетическая оратория» Свиридова, «Маленькая торжественная месса» Россини, «Реквием» Верди и др.), многочисленные сольные программы. Он был первым исполнителем новых песен Георгия Свиридова, Сюиты для баса и фортепиано на стихи Микеланджело, «4 стихотворений капитана Лебядкина», «Пяти романсов на слова из журнала “Крокодил”», «Предисловия к полному собранию моих сочинений», версии для камерного оркестра «Песен на слова английских поэтов» Дмитрия Шостаковича, вокального цикла «Надписи» и баллады «Орел» Ширвани Чалаева.

В дискографии певца – около 70 пластинок и дисков, в том числе более 20 опер (полностью), арии, романсы, русские народные песни.

В 1967-1972 Евгений Нестеренко преподавал в Ленинградской консерватории, в 1975-1993 – в Московской консерватории, в 1993-2003 – в Венской консерватории. Среди десятков его учеников – такие известные российские исполнители, как Игорь Банковский, Михаил Крутиков, Павел Черных, Никита Сторожев, Альберт Шагидуллин и др., певцы из Австрии, Армении, Великобритании, Венгрии, Германии, Казахстана, КНДР, Литвы, Польши, Словакии, Турции, Чехии, Эстонии, Ямайки, Японии.

Евгений Нестеренко – автор книг «Размышления о профессии» (М., «Искусство», 1985), «Записки русского баса» (М., Фонд Евгения Нестеренко, 2011), статей, рецензий. Под редакцией Нестеренко вышла инструктивная книга его педагога В. М. Луканина «Обучение и воспитание молодого певца» (Л., «Музыка», 1977).

В последние 30 лет Евгений Нестеренко жил попеременно в Москве и Вене. Занимался литературной, общественной, педагогической деятельностью, был консультантом Большого театра России, преподавал в Молодежной оперной программе ГАБТа, время от времени выходил на сцену.

Евгений Нестеренко был удостоен высших наград СССР: званий Героя Социалистического труда, лауреата Ленинской премии, народного артиста (это звание он получил, минуя звание народного артиста РСФСР, что в Советском Союзе случалось крайне редко). В 1989-1991 – народный депутат СССР.

Почетный профессор Московской консерватории, Венгерской государственной музыкальной Академии им. Ф. Листа, Челябинской государственной академии культуры и искусства. Член Президиума Правления Советского фонда культуры, обладатель почетного звания «Каммерзенгер» (Австрия).

Евгений Нестеренко входил в Наблюдательный совет Полного академического собрания сочинений М. П. Мусоргского, Центральный совет Всероссийского общества охраны памятников искусства и культуры, а также в редколлегии Музыкального энциклопедического словаря, энциклопедии «Опера», журналов «Театр» и «Музыкальная жизнь».