Nach seinem Brauerei- und Getränketechnologie Studium besuchte Jens Nünemann von 1992 bis 1995 die Schauspielschule München.
Er debütierte 1996 in dem TV-Film „Und tschüss in Amerika“. Bekannt wurde er durch die zentrale Hauptrolle Kai Sturm in „Die Motorrad-Cops“. Neben zahlreichen Auftritten in Fernsehserien (SOKO 5113, Für alle Fälle Stefanie, Kommissar Rex, Der Pfundskerl, Alarm für Cobra 11, Die Rosenheim-Cops, Um Himmels Willen) etablierte sich Jens-Peter Nünemann vor allem in Fernsehfilmen wie „Traumfrau mit Nebenwirkungen“, „Der Bergpfarrer“ und „Wer entführt meine Frau?“. Von Ende Oktober 2006 bis Juni 2008 war der ehemalige Braunschweiger in der Telenovela „Wege zum Glück“ in der Rolle des Hagen Ritter zu sehen.