Đại tá, NSND Nguyễn Xuân Bắc sinh năm 1975, trong gia đình truyền thống nghệ thuật. Mẹ anh từng là giọng ca của đội văn nghệ Trường Sơn, bố công tác tại trường Trung cấp Văn hoá nghệ thuật Nghệ Tĩnh.
Từ nhỏ, NSND Nguyễn Xuân Bắc bộc lộ năng khiếu về âm nhạc dân tộc. Anh được thầy Võ Xuân Thành (nguyên trưởng khoa Văn hoá quần chúng, Trường Cao đăng Văn hoá nghệ thuật Nghệ An) phát hiện và dìu dắt từ nhỏ.
NSND Nguyễn Xuân Bắc hiện mang quân hàm Đại tá và là Phó hiệu trưởng của Trường Đại học Văn hóa Nghệ thuật Quân đội.
Năm 1999, NSND Nguyễn Xuân Bắc cho ra đời tác phẩm đầu tay Giao hưởng thơ Ngày về. Hai năm sau, tác phẩm Tiếng vọng của anh đoạt giải Nhì (không có giải Nhất) tại Giải thưởng thường niên của Hội Nhạc sĩ Việt Nam.
Sau thời gian công tác tại Đoàn Ca múa nhạc Hương Sen, năm 1990, anh tiếp tục học nâng cao các bộ môn đàn nguyệt, trống dân tộc, sáng tác và chỉ huy âm nhạc tại Học viện Âm nhạc Quốc gia Việt Nam.
Với vai trò là nhạc sĩ, chỉ huy và đạo diễn âm nhạc, NSND Nguyễn Xuân Bắc dàn dựng nhiều chương trình nghệ thuật quy mô, đạt nhiều giải thưởng uy tín: Hào khí Bạch Đằng (Đoàn Văn công Quân khu 3 – Huy chương Bạc Hội diễn toàn quân 2008), Hào khí non sông (Đoàn Nghệ thuật Sao Biển – Huy chương Vàng Hội diễn toàn quốc 2009), Khí phách dời đô (Trường Đại học Văn hóa Nghệ thuật Quân đội – Huy chương Vàng Hội diễn các trường Văn hóa nghệ thuật toàn quốc 2010).
NSND Nguyễn Xuân Bắc chỉ huy dàn nhạc trong chương trình "Bài ca thống nhất"
Ngoài ra, anh còn góp phần mang về nhiều Huy chương Vàng, Bạc cho các đơn vị nghệ thuật như: Nhà hát Chèo Việt Nam, Nhà hát Ca múa nhạc Quân đội, Đoàn văn công Bộ đội Biên phòng.
Trong dịp kỷ niệm 50 năm Giải phóng miền Nam và thống nhất đất nước hồi tháng 4 vừa qua, NSND Nguyễn Xuân Bắc còn được giao nhiệm vụ chỉ huy dàn nhạc trong hai chương trình nghệ thuật lớn là đêm nhạc Đất nước trọn niềm vui và Bài ca thống nhất – những chương trình quy tụ hàng trăm nghệ sĩ, thể hiện khí phách, niềm tự hào dân tộc và tinh thần hòa ca thống nhất.
Năm 2018, NSND Nguyễn Xuân Bắc bảo vệ thành công luận án tiến sĩ với chủ đề Đàn Broh của người Ê Đê, chuyên ngành Văn hóa học tại Viện Hàn lâm Khoa học Xã hội Việt Nam. Đây là công trình nghiên cứu công phu, đóng góp quan trọng cho việc bảo tồn và phát huy giá trị nhạc cụ dân tộc Tây Nguyên.
Năm 2019, anh được phong tặng danh hiệu Nghệ sĩ Nhân dân, trở thành một trong ba cán bộ, giảng viên của Trường Đại học Văn hóa Nghệ thuật Quân đội vinh dự nhận danh hiệu cao quý này.
Năm 2018, NSND Nguyễn Xuân Bắc bảo vệ thành công luận án tiến sĩ với chủ đề Đàn Broh của người Ê Đê.
NSND Nguyễn Xuân Bắc hiện là Phó hiệu trưởng của Trường Đại học Văn hoá Nghệ thuật Quân đội. Ngoài ra, anh cũng từng đảm nhận vai trò Chủ nhiệm Khoa Nghệ thuật Dân tộc và Miền núi của trường.
Nam nghệ sĩ từng được học trò nhận xét là người giản dị và nhiều kinh nghiệm về âm nhạc truyền thống. Thầy giảng dễ hiểu và lôi cuốn học viên, thầy chỉ bảo tận tình để bạn nào cũng có thể phát huy được hết sở trường và năng khiếu của bản thân.
Ngoài đời, NSND Nguyễn Xuân Bắc kín tiếng trong chuyện đời tư. Trang mạng xã hội của anh hầu như chỉ đăng tải hình ảnh về công việc, giảng dạy và các chương trình nghệ thuật.