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Né à Emmerich le 19 août 1987, auteur d'un beau parcours en karting - champion d'Italie en 2001 et 2002, champion d'Allemagne en 2002 et 2003 - c'est en 2005 qu'il effectuait ses débuts en monoplace par le biais de la Formule BMW. Champion dès sa première saison, il a continué sa formation en F3.

Hülkenberg a remporté avec l'équipe d'Allemagne le championnat A1 GP 2006-07. Couvé par Willi Weber, l'ancien agent du multiple champion de F1 Michael Schumacher, le jeune allemand a terminé 3ème - et meilleur débutant - du championnat Formule 3 Euroseries en 2007. Il sera sacré en 2008.

"Hulk" faisait ses débuts dans les GP2 Series en 2009 avec ART GP et décrochait le titre. Un exploit qui lui a valu d'être promu titulaire chez Williams F1 en 2010, une équipe où il occupait déjà le poste d'essayeur depuis 2008.

Jusqu'à une pole position sur piste asséchante lors de la finale au Brésil, qui a été qualifiée par la rivale Ferrari de "surprise de l'année", Hülkenberg a connu une première année d'apprentissage pas toujours facile aux côtés de Rubens Barrichello. Dès l'automne, son volant était menacé pour des raisons financières, bien que l'équipe le couvrait d'éloges.

Non retenu par Williams, Hülkenberg a passé en 2011 une saison en tant que pilote de réserve et d'essais chez Force India. Mais rouler les vendredis lors des essais libres n'allait certainement pas le satisfaire. Tout au long de la saison, il a répété son intention de redevenir titulaire. Force India lui a donc donné le volant d'Adrian Sutil pour le championnat 2012.

En Australie, l'Allemand abandonne dès le premier tour avant de dominer son équipier Paul di Resta la suite de la saison. Fin octobre, Hülkenberg est recruté par Sauber pour la saison 2013. Il termine l'année après avoir mené le GP du Brésil, pour la première fois de sa carrière, avant de terminer cinquième et se classe onzième du championnat avec 63 points.