Más tarde, decidió hacer la residencia en Cardiología en el Hospital Clínico San Carlos (Madrid) (2005/2010). Actualmente, se encuentra ejerciendo de cardiólogo en la Unidad Cardiovascular del Centro Médico París (Pozuelo de Alarcón, Madrid) desde 2009, y desde 2012, es jefe de dicha Unidad. Asimismo, trabaja como cardiólogo intervencionista en el hospital Clínico San Carlos de Madrid. Es miembro numerario de la Sociedad Española de Cardiología desde 2010. Durante dos años fue secretario del comité de tutores de la SEC y, desde hace dos años, es vocal del mismo. También desde hace dos años, es vocal de la junta directiva de la Sección de Cuidados agudos y cardiopatía isquémica de la SEC. El Dr. Núñez Gil posee la acreditación europea en Cuidados Agudos Cardiológicos y la acreditación de Sección de Cardiología Intervencionista de la SEC. Ha sido director y ponente en múltiples congresos (tanto internacionales como nacionales). Con respecto a sus publicaciones, cuenta con más de 50 trabajos presentados como comunicación (nacionales e internacionales), más de 20 colaboraciones para la redacción capítulos en libros científicos y 96 artículos (indexados en PUBMED).
Por último, en su trayectoria editorial ejerce como revisor en el European Journal of Internal Medicine, en la Revista Española de Cardiología (donde es miembro del comité editorial), en el International Journal of Clinical Practice y en el American Journal of Cardiology, entre otros medios. Actualmente, pertenece al comité editorial del World Journal of Cardiology.