Nikolaos Kessanlis naît à Thessalonique en 1930. Il étudie la peinture à l’École des Beaux-Arts d’Athènes sous la direction de Yannis Moralis de 1950 à 1955, tout en travaillant comme assistant de Jannis Spyropoulos et de Nikos Nikolaou. Ses œuvres de cette période illustrent l’influence exercée sur son travail par le cubisme, alors principale esthétique académique moderne. Il reçoit une bourse de l’Institut italien d’Athènes et s’installe à Rome en 1955 pour étudier la restauration à l’Instituto Centrale del Restauro. Il y travaille comme conservateur pour l’église des Eremitani à Padoue dans le cadre de la restauration de ses peintures murales. En Italie, il crée le Gruppo Sigma avec Yannis Gaitis, Dimitris Kontos, Vlassis Caniaris et Kostas Tsoclis.
Ayant démontré ses connaissances artistiques, il est nommé professeur à l’École des Beaux-Arts d’Athènes en 1981 et s’installe définitivement à Athènes au début de l’année suivante. Il est également recteur de l’école jusqu’en 1996.
Artiste infatigable n’ayant jamais cessé d’expérimenter des techniques et des méthodes, il réussit à transcender les matériaux traditionnels de la peinture et restera à la pointe de l’avant-garde tout au long de sa carrière. De compositions post-cubistes plus conventionnelles, il passe à l’art informel, à l’expressionnisme abstrait, puis à l’art mécanique et enfin aux œuvres photomécaniques, réalisées sur tissu sensibilisé ou ciment, auxquelles il est aujourd’hui associé.
L’année 1961 marque pour Kessanlis un tournant vers des considérations plus contemporaines. Cette année-là, il s’installe à Paris où il noue des liens étroits avec le groupe artistique des nouveaux réalistes et son théoricien Pierre Restany. C’est à cette époque qu’il se familiarise avec l’utilisation d’objets trouvés et de textiles aboutissant à la création de sa série Gestures. Cinq ans plus tard, il développe et affine sa technique photomécanique dans la série Reformations. Dès lors, il trouve un équilibre entre la peinture (qu’il reprend dans les années 1990) et ses penchants mécaniques.
Il expose des œuvres dès 1952, puis présente trois œuvres au Panhellenio. Sa toute première exposition personnelle a lieu en 1957, à la galerie Obelisco de Rome. Depuis lors, ses expositions les plus notables sont: la Biennale de Venise (1958, 1976, 1988), la Biennale de São Paulo (1961, 1963), la Biennale des jeunes artistes de Paris (1963, 1965), Nikos Kessanlis (rétrospective 1955-1997), le Musée macédonien d’art contemporain, Thessalonique (1997), la Biennale d’Athènes (2007), Nikos Kessanlis: From Matiere to the Image, Musée national d’art contemporain, centre culturel d’Elefsina (2007).
Nikos Kessanlis décède en 2004 à Athènes. Depuis son décès, plusieurs rétrospectives de son œuvre ont été organisées [AD gallery (2006), Musée national d’art contemporain, Athènes (2007)] et une monographie sur son travail a été publiée en 2009.