본관은 나주(羅州). 호는 벽천(碧川). 전라북도(현, 전북특별자치도) 김제 출생. 1933년김제 중앙보통학교에 입학하였고, 1939년이리 농림학교 농업과에 진학하였다. 독학을 통해 동양화 기법을 스스로 익혔다.
나상목은 종손이고 외아들이었기 때문에 집안의 반대로 전문적인 미술교육을 받지 못하였지만, 학교장의 추천을 받아 모교인 이리 농림학교에 미술교사로 부임하였고 이때부터 미술교육가이자 화가로서 활동하게 되었다.
1949년에는 이리 매일신문사의 후원으로 첫 번째 개인전을 모교의 신관에서 갖게 되면서 지역 사회의 청년 작가로서 알려지게 되었다. 1951년 전쟁으로 전주에 피난 왔던 묵로(墨鷺)이용우(李用雨)를 만나게 되면서 1년 남짓 임모(臨幕), 모사, 사생 등 전문적인 동양화 수업을 받게 되었다.
1952년 김제여고 미술교사로 자리를 옮긴 뒤 두 번째 개인전을 열었으며, 1953년에는 제2회 대한민국미술전람회(약칭 국전)에 출품한 2점이 처음으로 입선하였다. 1954년부터 1957년까지 국전에서 연달아 4회에 걸쳐 특선하여 1958년에는 국전 추천작가가 되었다. 이후로도 꾸준히 국전의 초대작가로서 선정되었고, 1967년부터는 국전 심사위원을 여러 차례 역임하였으며 1986년에는 한국화 심사위원장을 맡기도 했다.
1975년 원광대학교 미술교육과 교수로 취임하여 1989년에 정년퇴임하였고, 이후 동대학 명예교수를 지냈다.
또 1958년 『전북 동양화 합동전』과 전북출신 동양화가들의 『연묵회(緣墨會) 전시회』를 개최하였고, 1967년 『전라북도 미술전람회』의 창설을 주도하였다. 1974년에는 전북예술회관 추진 위원회 집행위원장, 1987년 김제 문화예술회관 건립추진위원회장 등을 맡는 등 주로 전북지역을 중심으로 작품활동을 하면서 지역미술의 발전에 심혈을 기울였다.
향토적 산수풍경을 주로 그린 나상목의 화풍은 엶은 담채에 운치있고 간결한 구도와 부드럽고 습윤한 감각이 느껴지면서 남도지역 특유의 온화한 정서를 내포하고 있다고 평가되고 있다.
전라북도 미술상(1957), 대한민국 사회교육문화대상(1980), 남산문화상대상(1982), 국민훈장 석류장(1989) 등을 받았다.