นนทิวรรธน์เป็นอาจารย์ในมหาวิทยาลัยศิลปากรและได้ทำหน้าที่ทั้งการสอนและการบริหารการศึกษามาโดยตลอด โดยมีลำดับการทำงานดังต่อไปนี้

• พ.ศ. 2514 อาจาร์ยภาควิชาประติมากรรม มหาวิทยาลัยศิลปากร
• พ.ศ. 2522 เลขานุการภาควิชาประติมากรรม มหาวิทยาลัยศิลปากร
• พ.ศ. 2527 หัวหน้าภาควิชาประติมากรรม มหาวิทยาลัยศิลปากร
• พ.ศ. 2531 คณบดีคณะจิตรกรรมประติมากรรมและภาพพิมพ์ มหาวิทยาลัยศิลปากร
• พ.ศ. 2533 ผู้อำนวยการหอศิลป์ มหาวิทยาลัยศิลปากร
• พ.ศ. 2546 คณบดีคณะศิลปกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม

นอกจากนี้ยังดำรงตำแหน่งนายกสมาคมประติมากรแห่งประเทศไทย

ศาสตรเมธีนนทิวรรธน์ จันทนะผะลิน ถึงแก่อนิจกรรมด้วยโรคมะเร็งและโรคหัวใจที่จังหวัดชลบุรี เมื่อเวลาประมาณ 23:00 นาฬิกาของคืนวันที่ 21 มกราคม พ.ศ. 2560 รวมอายุได้ 71 ปี