Отец художника, Фарман Нариманбеков, учился в Тулузе, в 1929 году вернулся в Баку, участвовал в строительстве Мингечаурской ГЭС, в 1930-е годы был отправлен в заключение. Его жена Ирма, француженка по происхождению, была сослана в Узбекистан до 1961 года.
Тогрул Нариманбеков учился в Азербайджанском художественном училище имени Азимзаде, затем, с 1950 по 1955 год, в Литовском художественном институте.
Лауреат Государственной премии СССР (1980). Народный художник Азербайджана (1967).
В настоящее время живёт в Париже, имеет французское гражданство.
Считает необходимым для искусства (в частности, живописи) возвращение к истокам национальной культуры. Своё творчество описывает как сочетание абстрактного и фигуративного искусства.
Дочь от первого брака Эсмер Нариманбекова — заслуженный художник Азербайджана, доцент Азербайджанской художественной академии.
Помимо деятельности художника, Нариманбеков является обладателем прекрасного голоса и в юные годы исполнял различные арии азербайджанских и зарубежных композиторов. В августе 2010 года награжден азербайджанским орденом "Шараф"