Медаль Нестерова из серебра. Она имеет форму круга диаметром 32 мм с выпуклым бортиком с обеих сторон.

На лицевой стороне медали - рельефное погрудное изображение П.Н. Нестерова в военной форме - кителе и фуражке. В верхней части - рельефная надпись: "ПЕТР НЕСТЕРОВ", в нижней - рельефное изображение венка из лавровых ветвей.

На оборотной стороне медали, в верхней части, - рельефное изображение эмблемы военных летчиков России - двуглавого орла с мечом, пропеллером и пылающей гранатой, в нижней - номер медали.

Медаль при помощи ушка и кольца соединяется с пятиугольной колодкой, обтянутой шелковой, муаровой лентой голубого цвета с полосками желтого цвета вдоль краев. Ширина ленты - 24 мм, ширина полосок - 3 мм.

При ношении на форменной одежде ленты медали Нестерова используется планка высотой 8 мм, ширина ленты - 24 мм.