Казімір Нестар Сапега нарадзіўся ў Брэсце 14 лютага 1757. Ён быў адзіным сынам Яна Сапегі і Эльжбеты Браніцкай. Неўзабаве пасля нараджэння Казіміра яго бацька памёр, выхаваннем хлопчыка займаліся маці і дзядзька Францішак Ксаверый Браніцкі.
Першапачатковую адукацыю Казімір Сапега атрымаў у рыцарскай школе ў Варшаве, потым вучыўся ў Турыне, Парыжы і Страсбургу. У 1772 годзе ён атрымаў патэнт на палкоўніка артылерыі, а ў 1773 годзе дзякуючы пратэкцыі свайго дзядзькі стаў генералам артылерыі Вялікага Княства Літоўскага.
У 1776 годзе, вярнуўшыся з падарожжа па Еўропе і Францыі, дзе ён вывучаў артылерыйскую справу, Сапега вырашыў заняцца таксама і дзяржаўнай дзейнасцю. Неаднаразова яго абіралі паслом ад Брэста на соймы. У 1778 годзе Казімір Сапега - дэпутат у ваенным дэпартаменце Пастаяннай Рады (вышэйшы адміністрацыйны орган Рэчы Паспалітай з 1775 па 1789 год). А ў 1779 годзе ён стаў кавалерам Ордэна Белага Арла (Вышэйшая дзяржаўная ўзнагарода Рэчы Паспалітай, а затым і Польшчы).
Падчас «Вялікага сейма», з 1788 па 1792, Казімір Сапега стаў свайго роду рэкардсменам па колькасці выступленняў за гэты перыяд, паколькі добра валодаў аратарскім мастацтвам. Выступаў ён у традыцыйным адзенні і адпрэчваў модныя на той момант французскія ўборы. Выступаў супраць праекта ваеннай рэформы караля Рэчы Паспалітай Станіслава Панятоўскага, а таксама атрымання ў спадчыну трона ў Рэчы Паспалітай і абмежавання выбарчага права збяднелай шляхты.
15 студзеня 1790 года Казіміра Нестара Сапегу прызначылі начальнікам Корпуса інжынернага войска ВКЛ. У гэтым жа годзе ён узначаліў сёмы полк пяхотных літоўскіх войскаў, створаных з Гродзенскага батальёна, які фармаваўся з рэкрутаў Ашмянскага, Трокскага і Віленскага паветаў. Імкнуўся рэфармаваць літоўскую артылерыю, якая за першую палову XVIII стагоддзі прыйшла ў заняпад. Ён павялічыў штат корпуса артылерыі, заснаваў новую гарматную ліцейную майстэрню ў Вільні і за свае ўласныя сродкі павялічыў арсенал ВКЛ.
У 1791 годзе Казімір Сапега стаў адным са стваральнікаў канстытуцыі Рэчы Паспалітай, выдадзенай 3 мая таго ж года. Выступіў супраць Таргавіцкай канфедэрацыі. Пасля паражэння ў вайне, у якой яго артылерыйскі корпус страціў баяздольнасць і больш за 200 гармат, а потым пасля другога падзелу Рэчы Паспалітай, ён адмовіўся ад пажыццёвай пасады генерала артылерыі ВКЛ.
У 1794 годзе Сапега прымаў непасрэдны ўдзел у падрыхтоўцы паўстання пад камандаваннем Тадэвуша Касцюшкі за незалежнасць Рэчы Паспалітай супраць Расійскай імперыі. Ён займаўся мабілізацыяй войскаў у Львове, Любліне і Брэсце. Аднак адмовіўся ўзначаліць паўстанцкі рух у Літве і браў удзел у баях як капітан артылерыі. У чэрвені 1794 годзе прыняў удзел у бітве пад Соламі. У жніўні таго ж года вызначыўся мужнасцю пры абароне Вільні. Яму ўдалося сіламі гарадскіх рамеснікаў адрамантаваць гарматы, у тым ліку старыя з Віленскага арсенала. Сфарміраваўшы з гарадскіх гармат батарэі і размясціўшы іх на ўмацаваннях, ён прыкрываў Зялёны Мост. Змог здушыць расійскую артылерыю і прымусіць суперніка адступіць. У жніўні таго ж года, за ўласныя сродкі, выставіў у паўстанцкія войскі добра экіпіраваны конны полк.
Пасля паражэння ў вайне за незалежнасць Казімір Нестар Сапега эміграваў у Еўропу. Ён памёр у Вене, 25 мая 1798. Да нашага часу захаваліся экзэмпляры артылерыйскай зброі ВКЛ, на якіх намаляваны герб Рэчы Паспалітай і радавы герб Сапег «Ліс», а вакол іх размяшчаюцца надпісы, якія змяшчаюць абрэвіятуру імя Нестара Сапегі і яго тытулаў.
