W 2000 roku Nakano walczył o tytuł mistrzowski. W zespole Tech3 Nakano dwunastokrotnie znalazł się na podium, z czego pięć razy na najwyższym stopniu (najwięcej w sezonie). Tytuł przegrał ostatecznie siedmioma punktami z zespołowym partnerem Olivierem Jacque'm. Trzykrotnie startował z pole position.
500 cm³/MotoGP W sezonie 2001 Japończyk awansował do najwyższej kategorii 500 cm³ (był to ostatni sezon w historii dla pięćsetek, po tym, jak wprowadzono motocykle o większej pojemności). Debiut w serii okazał się bardzo udany dla Nakano i jak się później okazało, był to jego najlepszy sezon w karierze w najwyższej klasie. W zespole Tech3 większość wyścigów ukończył w czołowej siódemce, raz przy tym stając na najniższym stopniu podium (w GP Niemiec, gdzie uzyskał również najlepszy czas okrążenia). Dorobek punktowy pozwolił Nakano zająć w klasyfikacji generalnej wysoką 5. pozycję. W trakcie sezonu reprezentant kraju kwitnącej wiśni spisywał się wyraźnie lepiej od kolegi z zespołu, którym ponownie okazał się Jacque.