[1] Nahuel Cainelli hizo su debut como profesional en Tiro Federal de Morteros, del Torneo Federal B, el 6 de septiembre de 2014, en el empate 1 a 1 frente al clásico rival, 9 de Julio de Morteros, por la primera fecha del Torneo Federal B 2014.
[2] Con el conjunto de Morteros, Cainelli permaneció durante 3 temporadas, en los que anotó 8 goles en 53 partidos jugados.
En enero de 2017 se une a Estudiantes de Río Cuarto, que recién había ascendido al Torneo Federal A,[3] donde permaneció durante siete años, en los cuales disputó 187 partidos y anotó 17 goles, con los cuales logró el campeonato del Torneo Federal A 2018-19,[4] lo que significó el ascenso del club cordobés a la Primera Nacional por primera vez en su historia, y disputó dos finales para obtener el ascenso a la Primera División Argentina.
[5] En 2022 fue cedido a préstamo a Godoy Cruz,[6] con los cuales pudo hacer su debut en la máxima categoría del fútbol argentino, sin embargo tuvo muy poca participación, jugando solamente 5 partidos durante su estadía en el conjunto mendocino.
Para 2025 se une a San Martín de Tucumán, para disputar el Campeonato de Primera Nacional 2025, debutando con su nuevo equipo el 8 de febrero, en el empate 0 a 0 frente Almagro, por la primera fecha del campeonato de ascenso.