阮直生於1417年，家鄉在背溪村，即今河內一帶，家族有科舉傳統。據流傳的家譜資料，其曾祖阮慈有、祖父阮炳、父親阮時中都受過教育，或曾在朝廷、教育領域任職。他幼年常隨父母下田、放牛，有空便讀書，“騎牛讀書”成為後世講述其童年的常見畫面。

阮直早年以聰慧好學聞名。相關材料稱，他12歲已擅長詩文，18歲在鄉試中名列第一。1442年壬戌科，後黎朝舉行首次進士考試，阮直參加會試、廷試，成為錄取者中的第一名，獲狀元名號。部分材料按當時計齡習慣稱他中狀元時約25至26歲。

中狀元后，阮直並未立即入仕。其父去世，他須依禮回鄉守喪，之後才重返朝廷。在黎仁宗朝獲授重要職務時，他曾上表謝恩並請求辭讓，理由是自認年輕、不足以承擔重任；據相關故事，皇帝多次下詔，他才接受任命。

為官期間，阮直被認為性格耿直、守規矩、敢於進諫，因而受到黎仁宗信任。1459年黎仁宗在變亂中去世後，阮直被指撰寫祭文，頌揚先帝功德，並間接譴責黎宜民篡位。這一故事常被用來說明他在朝廷動盪中的立場。

流傳甚廣的一則軼事是，黎仁宗曾命人畫下阮直肖像，置於御座旁。故事說，阮直因母親去世請求離朝回鄉守喪，皇帝器重這位有才之臣，也習慣他在身邊處理政務，便讓人畫其像放在御座附近，以緩解思念。相關材料同時提醒，這屬於歷史軼事，細節不宜視為已經獨立核實的史實。

阮直還與“兩國慶元”之稱相關。據史料引述的記載和軼事，1457年朝廷派阮直與榜眼鄭鐵長赴北方執行外交任務。得知明朝正開科取士，兩人被說成參加應試並取得高名次：阮直中狀元，鄭鐵長中榜眼。故事稱，儘管旅途遙遠、生活艱苦、天氣惡劣，兩位使臣仍完成考試，展現大越人才的能力。相關材料指出，明朝科考的具體細節在作為確鑿史實陳述時，仍需與具體史料對照。

1460年黎聖宗即位並整頓朝廷機構，阮直繼續受到重用，擔任多項要職，其中包括國子監祭酒，即負責培養士子和人才的最高教育機構負責人。這一職位顯示朝廷看重他的學識與教育經驗。據稱，他在任上用心編纂教學資料，供士子學習。

黎聖宗也重視阮直在文學和編書方面的意見。據《越南史中的師者》一書，編纂《天南餘暇集》時，每完成一集，皇帝都命人送給阮直閱讀並聽取評語；皇帝與 Tao Đàn 詩社名士唱和後的抄本，也會送他審閱，儘管他不在常被提及的28名成員之列。阮直晚年多次請求告老還鄉，但據材料，黎聖宗仍希望留他在身邊，並派御醫到他家中照料。

1474年，阮直去世，享年57歲。他的名聲通過“放牛讀書的少年”“才名狀元”和“曾任國子監祭酒”等故事流傳後世。其家鄉的祠堂於2011年被認定為國家歷史遺蹟；河內也有一條街道以他的名字命名。