Nordio mantiene nelle sue opere un forte interesse per il gusto novecentista, ma tende a renderlo intercambiabile con soluzioni più funzionaliste o talvolta dagli accenti classicisti monumentali. Dopo l'originale Casa del combattente e mausoleo di Guglielmo Oberdan (1929-35), infatti, disegna, insieme a Raffaello Battigelli, diverse e contrastanti soluzioni per l'adiacente Casa del balilla (1934), oggi sede della Regione, con il difficile compito di completare l'isolato che si affaccia sulla nuova piazza Oberdan. Poco distante, all'angolo con il viale Carducci, realizza la casa RAS (1934), con opere d'arte e decorative di Achille Funi, Felicita Lustig Frai, Ugo Carà.
Negli stessi anni si apre a composizioni architettoniche più dinamiche con andamenti curvi dei fronti, come nella casa d'appartamenti Zelco (1934), il Centro di assistenza materna Maria Cristina di Savoia (1935) e la casa a torre in Largo Riborgo (1936), fino ad arrivare, in collaborazione con Vittorio Frandoli, all'astrazione della casa a torre a Fiume (1939). Nella seconda metà degli anni Trenta la ricerca di un'architettura eloquente per l'ufficialità del regime fascista lo portano a partecipare, in collaborazione con Aldo Cervi, agli importanti concorsi di progettazione a Roma per il Palazzo littorio (1934), il Palazzo della civiltà italiana (1937) e il Palazzo delle acque e della luce (1938). Ma è a Trieste che realizza la sua maggiore opera di rappresentazione retorica del regime, nella nuova sede dell'Università (1938-50), insieme a Raffaello Fagnoni. Poco prima della guerra aveva iniziato la costruzione della medievaleggiante chiesa del Sacro Cuore (1941-71), ultimo importante cantiere degli anni Quaranta che proseguirà fino alla fine della sua carriera.
Nel dopoguerra assume sempre più un ruolo di guida per i giovani professionisti triestini, che spesso svolgono dei periodi di apprendistato nel suo studio o collaborano nei suoi cantieri, e diventa una figura di riferimento per le istituzioni culturali e amministrative.. Dal 1947 al 1961 è docente di Architettura tecnica e composizione architettonica presso la Facoltà di Ingegneria civile dell'Università di Trieste, e mantiene l'incarico d membro del curatorio del Museo Rivoltella fino al 1962. A questi si aggiungono gli incarichi di presidente del Consiglio dell'Ordine degli architetti di Trieste tra il 1950 e il 1955, che prosegue come membro del Consiglio nazionale degli architetti fino al 1967.
L'attività professionale è molto intensa soprattutto nel primo decennio di ricostruzione postbellica, in cui Nordio ripropone gli stilemi delle sue ultime opere degli anni Quaranta, come nella nuova scuola Morpurgo a Sant'Andrea (1947-52), nel progetto di completamento dell'isolato in piazza Oberdan della ex Casa del balilla (1938-48). Nel clima della ricostruzione e di internazionalità promosso dal Governo Militare Alleato si inserisce il progetto per il nuovo quartiere dell'Ente Fiera di Trieste (1949), e soprattutto il suo determinante ruolo di guida del gruppo costituito con Romano Boico, Aldo Cervi e Vittorio Frandoli per la progettazione degli allestimenti delle principali navi da crociera degli anni Cinquanta. Di particolare rilievo per pulizia formale e unità con le opere d'arte sono gli interni delle navi Conte Biancamano (1949), Australia (1951), Augustus (1951), Asia (1952-53), Africa (1951-52), Homeric (1954), che si evolveranno solo con Cervi e Frandoli nelle successive Galileo Galilei (1961-63), Guglielmo Marconi (1961-63), Oceanic (1962-65) e Raffaello (1963). Ancora negli anni Cinquanta realizza il cinema Ritz in via San Francesco (1950) e la chiesa dei SS. Pietro e Paolo (1955-71), ma sempre più spesso progetta in collaborazione con altri professionisti, come nell'importante quartiere INA - Casa di Chiadino (1955-65), con Lucio Arneri, Paolo Scarpa, Dino Tamburini, Mario Zocconi, negli interni del negozio Galtrucco in piazza Goldoni (1952) realizzato con Aldo Cervi e Guglielmo Ulrich, o nei più tardi cantieri, ancora con Cervi, per la sistemazione degli interni nella foresteria del Palazzo del Governo di Trieste (1962-63) e della sede del Consiglio regionale (1966).