Nenonen teki ensiesiintymisensä Korisliiga-tasolla Mihailo Pavicevicin valmentamassa Espoon Hongassa teini-ikäisenä kaudella 2005-06. Nenonen pelasi Hongan riveissä yhteensä kolme kautta ja juhli noina kausina kahdesti Suomen mestaruutta ja kerran SM-pronssia mm. Jukka Matisen, Kimmo Muurisen ja Petteri Koposen joukkuetoverina.
Hongasta Nenonen otti suunnakseen Joensuun, missä hän edusti Kataja Basketia Korisliigassa yhteensä kuuden kauden ajan (2008–2014). Joensuussa Nenosen peliaika ja vastuu kasvoivat merkittävästi ja hän hakikin nimiinsä kauden parhaan kuudennen pelaajan kiertopalkinnon keväällä 2010. Nenonen metsästi Kataja Basketin kanssa neljä SM-hopeaa, yhden SM-pronssin sekä Suomen cupin mestaruuden. Pelikaudella 2012–13 Nenonen ja Kataja Basket ylsivät puolestaan FIBA EuroChallengessa neljän parhaan joukkoon.
Joensuun vuosiensa jälkeen Nenonen edusti yhden kauden ajan Lapuan Korikobria. Nenonen kirjautti Kobrien kanssa viettämänsä kauden aikana uransa kovimmat teholuvut 11,1 pisteen, 4,9 levypallon ja 1,2 syötön ottelukohtaisin keskiarvoin.
Lapualta Nenonen jatkoi matkaansa Saloon, jossa hän edusti Salon Vilpasta kaudella 2015–16 ennen äkkikomennustaan Argentiinan pääsarjan Regatas Corrientesiin loppukauden ajaksi. Nenonen urakoi Corrientesille 11,0 pistettä ja 2,9 levypalloa ottelua kohden ja pokkasi kauden päätteeksi myös Korisliigan vuoden kehittyneimmän pelaajan palkinnon.
Nenonen jatkoi Argentiinassa, tällä kertaa Olimpico De La Bandan paidassa pelikaudella 2016–17 ennen palaamistaan Saloon ja Vilppaaseen keväällä 2017. Nenonen edustikin Vilpasta peliuransa loppuun asti ja oli mukana voittamassa salolaisille kevään 2021 Suomen mestaruuden, kauden 2018–19 Suomen cupin mestaruuden, kolme SM-hopeaa sekä yhden Suomen cupin hopean.
Suomen nuorisomaajoukkueissa Nenonen pelasi 45 ottelua. Kesällä 2009 Nenonen edusti Suomea Belgradissa pelatuissa universiadeissa. Susijengi-debyyttinsä Nenonen teki kesällä 2016 ja miesten maajoukkueurallaan hän pelasi 21 ottelua 3,2 pisteen ja 1,3 levypallon ottelukeskiarvoin. Vuosien 2017-19 MM-karsinnoissa Nenonen esiintyi avainroolissa mm. Susijengin voitokkaissa otteluissa Bulgariaa ja Bosnia & Hertsegovinaa vastaan.