Nipote di Angel Nieto, uno dei protagonisti principali della storia del motociclismo spagnolo, 'Fonsi' è nato e vissuto immerso nel mondo delle corse. Inizia a disputare campionati a livello mondiale con le mini-moto e, dopo aver collezionato ottimi risultati nella serie, nel 1995 passa alla 125cc e si aggiudica il Campionato Junior spagnolo ai comandi di un'Honda NSR.

Nel 1998 è campione spagnolo dopo una splendida stagione con un'Aprilia 125 e l'anno dopo riesce a dominare anche la serie nazionale della quarto di litro, ai comandi di una Yamaha. Il personale del team Antena 3 Yamaha D'Antin mette gli occhi su questo promettente giovane e nel 1999 gli dà la possibilità di correre il Campionato del Mondo con una 250cc.

Nel 2001 disputa la stagione con un'Aprilia e conquista il 5º posto finale, dopo aver raggiunto il podio in due occasioni, sempre sul terzo gradino. Nel 2002 con il team Telefonica Movistar Repsol YPF conclude il campionato in 2ª posizione, dopo essersi aggiudicato la vittoria in quattro occasioni, mentre nel 2003 i risultati non gli permettono di superare la quinta posizione della generale. Per il 2004 rimane con l'Aprilia, nel Repsol Aspar team e si schiera accanto a Sebastián Porto. Chiuderà settimo nel mondiale con un solo podio all'attivo (Jerez).

Da quel momento in poi solo un'apparizione nel Campioanto del Mondo: nel 2007 a Le Mans corre nella classe regina per la Kawasaki trovando, tra l'altro, un soddisfacente 11º posto.

Quest'anno torna a pieno regime nel Campionato Moto2 e sarà uno dei sei piloti a usufruire del telaio Moriwaki. Lo spagnolo correrà nel team G22 Holiday Gym.