Роден в град Русе през август 1823 г., на 21 ноември 1842 г. той постъпва в манастира Кокош, където остава до 1862 г. През 1852 г. е ръкоположен за свещеник от русенския гръцки владика Дионисий и произведен архимандрит. От 1863 г. е председател на Русенската община и привлича Драган Цанков за главен учител в Русе (1865 г.). През 1872 г. е поканен от Екзарха в Цариград и е ръкоположен в епископски чин на 8 юли 1873 г. с титлата Смоленски. В началото на следващата година е изпратен в Солун в помощ на устрояването на структурите на Българската Екзархия. Три от тамошните общини поискали върху пределите им да бъде учредена нова епархия, а епископ Нил да стане нейн митрополит. След получения отказ общините се решили на крайни действия и се обърнали към английския посланик, за да бъдат приети в Англиканската църква начело със своя епископ. След отказа на англичаните те се обръщат към епископ Рафаил Попов, който отговорил положително на тяхното питане за възможно присъединяване към Рим.

В края на зимата на 1874 г. епископ Нил, вече униат, отпътува за Цариград. На 11 април 1874 г. пред временно управляващия апостолическата делегация, той прави публично изповедание на вярата си и на 5 септември 1876 г. с декрет на Св. престол е назначен за епископ на съединените българи. През същата година на 21 септември той официално е въведен в чин епископ на Българо-униатската църква. През ноември правителството издало нужния берат, официално признаващ правата му на духовен престоятел на съединените българи. Във връзка с предстоящото преустройство на Църквата през 1882 г. е решено той да бъде въздигнат в архиепископски сан. В резултат на тези преобразования той е назначен за апостолически администратор на съединените българи с архиепископски сан и седалище в Цариград.

През пролетта на 1895 г. след дълги колебания, архиепископ Нил подава молба до Св. синод да бъде отново приет в Православната църква. След оттеглянето си през 1895 г., Нил Изворов се установява в София. Умира на 13 март 1905 г. и е погребан в двора на тогава наново устроената софийска църква „Св. Седмочисленици”. Д-р М. Аксунов пише, че той завещал на „Св. Седмочисленици" архиерейските си одежди и владишкия си жезъл.