เนงิชิเกิดที่ซินกิง เมืองหลวงของประเทศแมนจู (หรือในปัจจุบันคือนครฉางชุน มณฑลจี๋หลิน สาธารณรัฐประชาชนจีน) เมื่อเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2478[5] สองปีถัดมา บิดาของเขาถูกย้ายไปทำงานให้กับการรถไฟแมนจูเรียใต้ ครอบครัวของเขาจึงต้องย้ายไปอยู่ที่ฮาร์บิน[6]จนถึง พ.ศ. 2486 เมื่อเขาอายุได้ 9 ขวบ ครอบครัวของเขาก็ย้ายที่อยู่อีกครั้งไปยังเกาหลี พวกเขาอาศัยอยู่ที่อินช็อนก่อนจะย้ายไปยังคย็องซ็อง (หรือกรุงโซลในปัจจุบัน) ในปีถัดมา สามเดือนหลังสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่สองในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2488 ครอบครัวเนงิชิย้ายกลับไปที่ญี่ปุ่น เนงิชิจบการศึกษาจากมหาวิทยาลัยโตเกียวเมื่อ พ.ศ. 2501 และฝึกงานที่บริษัทเทจินอยู่ระยะหนึ่งก่อนจะเดินทางไปสหรัฐอเมริกาเพื่อศึกษาที่มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียจนจบปริญญาเอกใน พ.ศ. 2506 โดยมีศาสตราจารย์อัลลัน อาร์ เดย์ เป็นที่ปรึกษา