Всеволод Зіновійович Нестайко народився 30 січня 1930 у Бердичіві. Закінчив 10-літню загальну середню школу з одною четвіркою в табелі, зі срібною медаллю. Через обставини терору та війни не вчився у 5-му та 9-му класах. Курс 9-го класу пройшов самостійно за два місяці. Після школи вступив на слов'янське відділення філологічного факультету Київського університету імені Тараса Шевченка. Закінчив навчання на філологічному факультеті 1952 року.
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».
2004 року 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 за ліком 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.
