Hampus Huldt-Nystrøm var en markant personlighet i norsk musikkforskning, og med sine studier, særlig innenfor eldre norsk musikkhistorie, gjorde han et banebrytende arbeid og viste veien for senere forskning innenfor emnet.
Huldt-Nystrøm hadde en meget bred erfaring som lærer, musikkformidler og musikkforsker. Han studerte musikkteori med Trygve Lindeman og Bjarne Brustad 1939–42, fikk klaverundervisning av Halfdan Cleve 1934–47 og debuterte som pianist 1947. Han tok magistergraden i musikk ved Universitetet i Oslo 1953 med avhandlingen Thomas Dyke Ackland Tellefsen og ble dr.philos. samme sted 1966 med avhandlingen Det nasjonale tonefall. Studier av motiv og motivkombinasjoner, særlig i norsk springar og svensk polka.
Huldt-Nystrøm var ansatt som lærer ved Musikkonservatoriet i Oslo 1943–49, og 1950–63 var han knyttet til NRK, først som programsekretær, fra 1957 som redaksjonssekretær. I årene 1963–66 var han universitetslektor i musikk ved Institutt for musikkvitenskap, Universitetet i Oslo, og 1966–84 professor i Musikkvitenskap ved Norges Lærerhøgskole/Universitetet i Trondheim.
Utenom sin doktorgradsavhandling med emne fra norsk folkemusikk konsentrerte Huldt-Nystrøm hovedsakelig sin forskning om forskjellige emner fra eldre norsk musikkhistorie. Han gav en bred gjennomgåelse av musikklivet i verket Fra munkekor til symfoniorkester. Musikkliv i det gamle Christiania og i Oslo (1969). I Sangerliv (1958) var han både hovedredaktør og skrev betydelige artikler. Artiklene Fra sangens saga og Korsangen i Norge fram til 1914 gir en grundig oversikt over sangens historie både i Europa og i Norge. Dette følges opp med artikkelen Norsk korkomposisjon siden århundreskiftet, som gir en oversikt over aktuelle korsanger i første halvdel av 1900-tallet.
I en rekke enkeltartikler har Huldt-Nystrøm gått dypere inn på forskjellige musikkhistoriske emner. Som eksempler kan nevnes Norges eldste koralbok, hvor han gir en grundig omtale av et koralbokmanuskript fra Bergen, og i Hva sang disciplene ved Christiania Kathedralskole i 1600-årene? gjennomgår han de sparsomme opplysninger som finnes om notematerialet i katedralskolen, og trekker viktige slutninger om musikklivet i byens kirker. Artikkelen Viola gamba-spill i Norge omkring år 1700 trekker frem et svært ukjent manuskriptmateriale fra vår musikkhistorie tidlig på 1700-tallet.
I sine senere år konsentrerte Huldt-Nystrøm sitt arbeid om den gregorianske sangen i den katolske kirke i Norge før reformasjonen. Dessverre fikk han ikke utgitt noe fra dette arbeidet.
Huldt-Nystrøm hadde også en rekke administrative verv. Som leder av Musikkvitenskapelig institutt ved Universitetet i Trondheim gjorde han en betydelig innsats, og han startet eller befordret flere forskningsprosjekter innen eldre norsk musikkforskning. Han var med i redaksjonsrådet for Cappelens musikkleksikon, som utkom 1978–80. Andre administrative oppgaver var bl.a. som styremedlem i Rikskonsertene fra starten 1967 til 1973, medlem av Fagrådet for Humanistisk Forskning ved Norges allmennvitenskapelige forskningsråd 1969–72 og formann i Statens Musikkråd 1975–77.