Wagemaker begon op veertienjarige leeftijd met voetbal bij Alkmaarsche Boys en ging in 1958 van deze derdeklasser naar semi-profclub Alkmaar '54. Wagemaker woonde in die periode vlak bij stadion de Alkmaarderhout waar eerst Alkmaarsche Boys en daarna Alkmaar '54 speelde. Met Alkmaar '54 promoveerde hij in 1960 als kampioen van de Eerste divisie B naar de Eredivisie. Hij gold als een talent en werd geselecteerd voor Jong Oranje. In oktober 1961 werd hij door bondscoach Elek Schwartz toegevoegd aan de selectie van het Nederlands elftal voor de wk-kwalificatiewedstrijd op 22 oktober in en tegen Hongarije (3-3). Wagemaker zat de gehele wedstrijd op de bank. Voor de wedstrijd op 12 november tegen België viel hij wegens ziekte af.
In 1962 werd Wagemaker voor 62.500 gulden verkocht aan het Amsterdamse Blauw-Wit. Na twee wedstrijden in de Eredivisie werd hij teruggezet naar het tweede team en moest vervolgens maanden revalideren na een knieblessure. In zijn tweede seizoen speelde hij nog vijf wedstrijden en werd vervolgens geopereerd en keerde niet meer terug in de selectie. Op eigen verzoek keerde hij in 1964 terug bij Alkmaar'54. Begin 1967 werd hij, samen met drie andere routiniers de broers Siem en Henk Tijm en Piet Buis, door trainer Barry Hughes uit het elftal gehaald en bij de fusie die zomer met FC Zaanstreek tot AZ '67 was het voor hem einde carrière. Hij speelde over twee periodes in totaal 182 wedstrijden voor Alkmaar '54 (175 competitie, 7 beker) waarin hij 13 doelpunten (12 competitie, 1 beker) scoorde.
Nadien was Wagemaker trainer in het amateurvoetbal waaronder van 1975 tot 1979 bij Kolping Boys en zeven seizoenen bij SV DTS waarmee hij in 1981 naar de Tweede klasse promoveerde. Ook met LSVV promoveerde hij naar de Tweede klasse. Bij de opening van het AFAS Stadion van AZ in 2006 werd een van de pauzeruimtes onder de tribune naar Wagemaker vernoemd.
↑SPROT DAG IN DAG UIT „Graag volgend seizoen terug” Nico Wagemakers voelt zich geen echte „zebra”. "De Telegraaf". Amsterdam, 22-05-1963, p. 15. Geraadpleegd op Delpher op 21-05-2026, https://resolver.kb.nl/resolve?urn=ddd:011204609:mpeg21:p015