Shuji Nakamura terkenal sebagai penemu LED biru, terobosan besar dalam teknologi pencahayaan. Bersama dengan Isamu Akasaki dan Hiroshi Amano, dia adalah salah satu dari tiga penerima Hadiah Nobel Fisika 2014 "untuk penemuan dioda pemancar cahaya biru yang efisien, yang telah memungkinkan sumber cahaya putih yang terang dan hemat energi".
LED menggunakan energi hanya seperlima sebagai bola lampu pijar dan dapat bertahan sekitar 100 kali lebih lama, hingga 100.000 jam dan jika mereka digunakan secara luas, itu dapat menyebabkan penghematan energi yang sangat besar dan emisi karbon. Nakamura juga telah bekerja pada LED hijau, dan bertanggung jawab untuk menciptakan LED putih dan dioda laser biru yang digunakan dalam Blu-ray Disc dan HD DVD.
Nakamura bergabung dengan Nichia Chemical Industries pada 1979. Pada 1988, ia menghabiskan satu tahun di University of Florida sebagai associate research visit. Dia memulai penelitian LED biru menggunakan bahan nitrida grup-III. Pada 1990-an ia mengembangkan LED biru / hijau berbasis kelompok-III nitrida pertama. Ia juga mengembangkan violet laser diode (LDs) berbasis kelompok III-nitrida pertama.
Sejak 2000, Nakamura telah menjadi Profesor di Departemen Material di Universitas California Santa Barbara, dan juga Direktur Riset di Solid State Lighting & Energy Center. Dia memegang lebih dari 100 paten dan telah menerbitkan lebih dari 400 makalah di bidang ini.