Ο Νίκος Λυμπερόπουλος έκανε τα πρώτα του ποδοσφαιρικά βήματα στην Εράνη Φιλιατρών με την οποία κατέκτησε το πρωτάθλημα της Ε.Π.Σ. Μεσσηνίας, αγωνίστηκε στη Δ΄ Εθνική, όπου πήρε το πρωτάθλημα του ομίλου και προβιβάστηκε στη Γ΄ Εθνική.
Στη συνέχεια μεταγράφηκε στην Καλαμάτα, με την οποία ανέβηκε στην Α΄ Εθνική.
Παράλληλα, αγωνιζόταν στις εθνικές ομάδες Νέων και Ελπίδων και κίνησε το ενδιαφέρον του Παναθηναϊκού, στον οποίο μεταγράφηκε το 1997 και αγωνίστηκε με μεγάλη επιτυχία για επτά χρόνια στην Ελλάδα και στις ευρωπαϊκές διοργανώσεις, έχοντας 186 συμμετοχές σε αγώνες πρωταθλήματος και 72 γκολ.
Το 2004 αποχώρησε από τον Παναθηναϊκό και επόμενος σταθμός της καριέρας του ήταν η ΑΕΚ, όπου παρέμεινε τα επόμενα πέντε χρόνια με απολογισμό 141 συμμετοχές και 67 γκολ στο πρωτάθλημα.
Το 2003 (με τον Παναθηναϊκό) και το 2007 (με την ΑΕΚ) αναδείχθηκε πρώτος σκόρερ του πρωταθλήματος.
Στις 13 Ιουλίου 2008 ανακοινώθηκε ότι ο Λυμπερόπουλος θα συνεχίσει την καριέρα του στην Άιντραχτ Φραγκφούρτης, υπογράφοντας διετές συμβόλαιο.
Στην πρώτη του σεζόν εκεί αναδείχθηκε πρώτος σκόρερ της ομάδας με 9 γκολ στο πρωτάθλημα και 1 στο κύπελλο Γερμανίας.
Στις 2 Ιουνίου 2010 υπέγραψε μονοετές συμβόλαιο στην ΑΕΚ, στην οποία παρέμεινε ακόμη μία σεζόν, μέχρι το 2012, όταν και αποφάσισε να εγκαταλείψει την ενεργό δράση.
Στις 24 Ιανουαρίου 1996 πραγματοποίησε το ντεμπούτο του με την εθνική Ανδρών, στην εντός έδρας φιλική αναμέτρηση εναντίον του Ισραήλ (2-1) ενώ σημείωσε το πρώτο του γκολ στις 15 Οκτωβρίου 1998 απέναντι στη Γεωργία (3-0).
Παρά το γεγονός ότι δεν ήταν στις επιλογές του Ότο Ρεχάγκελ για το Euro 2004, ο ρόλος του ήταν καθοριστικός στην πορεία της Ελλάδας προς το Euro 2008, καθώς στην προκριματική φάση σημείωσε καθοριστικά γκολ στους αγώνες εναντίον της Βοσνίας – Ερζεγοβίνης (3-2), της Μολδαβίας εντός (2-1) και εκτός έδρας (0-1) με αποτέλεσμα ο Γερμανός προπονητής να τον συμπεριλάβει στην αποστολή για την τελική φάση της διοργάνωσης, όπου αγωνίστηκε σε έναν αγώνα (εναντίον της Ρωσίας).
Υπήρξε βασικό στέλεχος της Ελλάδας ως το 2009, όταν αποφάσισε να αποχωρήσει.
Τον Οκτώβριο του 2010 όμως επέστρεψε όταν κλήθηκε ξανά από τον νέο ομοσπονδιακό προπονητή Φερνάντο Σάντος.
Η τελευταία του συμμετοχή ήταν στον αγώνα των προημιτελικών του Euro 2012 εναντίον της Γερμανίας, ενώ το τελευταίο του γκολ σημειώθηκε σε φιλικό αγώνα απέναντι στην Ουγγαρία.
Με την Ελλάδα πέτυχε 13 γκολ σε 76 συνολικά εμφανίσεις, καταλαμβάνοντας έτσι τη δέκατη θέση στον σχετικό πίνακα με τους σκόρερ όλων των εποχών.
Υπήρξε βασικό στέλεχος και της εθνικής Ελπίδων που έλαβε μέρος στον τελικό του Ευρωπαϊκού Πρωταθλήματος Ελπίδων (Κ-21) το 1998, εναντίον της Ισπανίας.
Το 1997 κατέκτησε το Παγκόσμιο Κύπελλο Ποδοσφαίρου Ενόπλων 1997 με την εθνική Ενόπλων στην Τεχεράνη πετυχαίνοντας το νικητήριο τέρμα του τελικού, ενώ αναδείχθηκε και πρώτος σκόρερ της ελληνικής ομάδας.
