Nurulla Qurbanəli oğlu Ağayev 1913-cü ildə Bakı qəzasının Bülbülə kəndində anadan olmuşdur. 5 yaşında ikən, 1918-ci ildə atası Kərbəlayı Qurbanəli daşnaklarla savaşda qətlə yetirilmiş, böyük qardaşının himayəsində böyümüşdür.

Nurulla Ağayev 1938-ci ilədək Zabratda Andreyev adına zavodda çalışmış, daha sonra rəhbər vəzifələrə keçirilmişdir. 13 mart 1942-ci ildə Azərbaycan K(b)P Bakı Şəhər Komitəsinin tikinti işləri üzrə katibi təsdiq edilmiş, Həmin ilin noyabrında isə Azərbaycan SSR xalq kommunal təsərrüfatı komissarı vəzifəsinə irəli çəkilmişdir. 1944-cü ilin may ayından ÜİK(b)P Mərkəzi Komitəsinin və SSRİ Nazirlər Sovetinin qərarı ilə İranda diplomatik işə göndərilmiş, SSRİ Ticarət Nümayəndəliyinin sədr müavini işləmişdir.

1949-cu ildə Azərbaycan SSR Dövlət Plan Komissiyası sədrinin birinci müavini təyin edilmiş, 1951-ci ilin oktyabr ayından 1953-cü ilin aprel ayınadək Azərbaycan SSR ət və süd sənayesi naziri, ardınca yüngül və yeyinti sənayesi naziri, sonrakı illərdə isə tikinti naziri və tikinti nazirinin müavini vəzifələrdə çalışmışdır.

Sonrakı illərdə Nurulla Ağayev elmi-pedaqoji fəaliyyətlə məşğul olmuş, 1972-ci ilədək Azərbaycan Neft və Kimya İnstitutunda çalışmışdır. 1969-cu ildə texnika elmləri namizədi elmi dərəcəsini almış, bir sıra elmi məqalələrin, o cümlədən "2000-ci ilin iqtisadiyyatı" adlı irihəcmli elmin işin müəllifi olmuşdur.

Nurulla Ağayev 2-ci və 3-cü çağırış Azərbaycan SSR Ali Sovetinin deputatı seçilmiş, Azərbaycan Kommunist Partiyası Mərkəzi Komitəsinin üzvü olmuşdur. "Qırmızı əmək bayrağı" və "Şərəf nişanı" ordenləri ilə təltif edilmişdir.

Nurulla Ağayev 1990-cı il aprelin 23-də vəfat etmiş, Bülbülə qəbiristanlığında dəfn olunmuşdur.