Nieuwdorp is werkzaam als internist-endocrinoloog in het AMC en doet onderzoek naar de rol van darmbacteriën bij het ontstaan van diabetes, leververvetting en hart- en vaatziekten. Hij is hoofd van de diabetesafdeling van het AMC alsook van het AMC-laboratorium voor Experimentele Vasculaire Geneeskunde. Daarnaast werkt hij in het VUmc als diabetesonderzoeker en is hij visiting professor aan Wallenberg laboratory van de University of Gothenborg. Door middel van fecestransplantatie onderzoekt hij welke darmbacteriën betrokken zijn bij het ontstaan van bovengenoemde ziekten en of het mogelijk is om door specifieke behandeling (hetzij het teruggeven van deze bacteriestammen in een drankje danwel als vaccinatie) het ziektebeloop te beïnvloeden of zelfs te voorkomen. 

Nieuwdorp is sinds 2012 werkzaam als internist in het AMC en is sindsdien ook Principal Investigator. Hij begeleidt op dit moment een groep van 12 promovendi en 3 postdocs die onderzoek doet naar bovenstaande onderwerpen.  Nieuwdorp verwierf verschillende subsidies, waaronder een VIDI-subsidie van NWO in 2014 en maakt deel uit van verscheidene nationale (CVON) en internationale (FP7) research consortia.

Nieuwdorp zal zich richten op de ontwikkeling van een Amsterdams Diabetes Centrum, waarbij hoogwaardige zorg gecombineerd zal worden met translationeel onderzoek en opleiding teneinde de morbiditeit en mortaliteit van deze in grootte toenemende patiëntengroep te verlagen.