Всеволод Зіновійович Нестайко народився 30 січня 1930 у Бердичіві. Закінчив 10-літню загальну середню школу з одною четвіркою в табелі, зі срібною медаллю. Після школи вступив на слов'янське відділення філологічного факультету Київського університету імені Тараса Шевченка. Закінчив навчання на філологічному факультеті у 1952 році.
Під час Першої світової майбутні батьки Нестайка опинилися по різні сторони фронту. Тато - колишній "січовий стрілець" (пізніше боєць Української Галицької армії), мама - викладач російської словесності і сестра милосердя в Російській імператорській армії. В 1933-му батька репресували органи НКВД.
Рятуючись від Голодомору, мама з сином переїхала у Київ до сестри. У столиці разом із матір'ю пережив нацистську окупацію. За словами Нестайка, "можу повторити за Чєховим: у дитинстві в мене не було дитинства.
У дитинстві разом із сусідом та однолітком Вітасиком Дяченком читали книжки: Миколи Трублаїні («Лахтак», «Шхуна "Колумб"»), Джека Лондона, Жюля Верна, Бориса Житкова, та мріяли стати капітанами далекого плавання. Як виявилось, через особливості зору Нестайко не міг стати моряком, а сусід таки став капітаном.
Працював у редакціях журналів «Дніпро», «Барвінок», видавництві «Молодь». З 1956 по 1987 рік завідував редакцією у видавництві «Веселка».
П'ятдесятирічний шлях у дитячій літературі засвідчив виданням близько сорока книжок оповідань, казок, повістей і п'єс. Перше оповідання для дітей Всеволод Нестайко надрукував у журналі «Барвінок» в 24 роки. Також друкувався у «Піонерії». Перша книжка «Шурка і Шурко» побачила світ у 1956 році.
За його повістями та оповіданнями поставлено фільми «Одиниця з обманом», «Чудеса в Гарбузянах», короткометражна стрічка «Тореадори з Васюківки».
На початку 2000 року надрукував у «Барвінку» свою нову повість-казку «Ковалі Щастя, або Новорічний детектив».
У 2004 році В.Нестайко разом із поетом та редактором Іваном Малковичем опрацювали та опублікували нову авторську редакцію книги «Тореадори з Васюківки». Твір позбавлено деяких неминучих ідеологічних нашарувань минулої доби, деталей, незрозумілих сучасному, а тим паче майбутньому читачеві. З'явилися й нові епізоди.
Вів програму на Національному радіо України «Радіобайка Всеволода Нестайка».
Найвідоміші твори Нестайка - трилогія "Тореадори з Васюківки", казки "У країні сонячних Зайчиків", "Незнайомка з Країни Сонячних Зайчиків", "Неймовірні пригоди у лісовій школі", повісті "Одиниця з обманом", "П'ятірка з хвостиком", "Загадка старого клоуна", "Чудеса в Гарбузянах", "Пригоди Грицька Половинки" та інші.
Письменник проживав у Києві на Печерську. В останні роки життя Нестайко відійшов від активної письменницької діяльності. Останній твір за життя автора побачив світ у 2009 році і називався "Найновіші пригоди Косі Вуханя та Колька Колючки".
Помер Всеволод Зіновійович Нестайко 16 серпня 2014 року. Похований у Києві.
