Mientras estaba en Australia e Indonesia en un viaje de surf, utilizó una cámara de 35 mm sujeta a la palma de su mano por una goma elástica para intentar capturar sus actividades de surf en película. Al ver que los fotógrafos aficionados como él, que querían capturar fotos de acción de alta calidad de sus actividades, tenían dificultades porque o bien no podían acercarse lo suficiente a la acción o no podían comprar un equipo de calidad adecuado a precios asequibles, su viaje se convirtió en su inspiración para fundar GoPro. Su solución fue desarrollar un cinturón que sujetara la cámara al cuerpo. Para financiar el negocio, Woodman pidió un préstamo de 200.000 dólares a su padre, que en mayo de 2014 aún poseía una participación del 6,4%. Nick también pidió prestados 35.000 dólares y una máquina de coser a su madre, que utilizó para coser las correas de las cámaras mientras experimentaba con los primeros diseños. Nick y su futura esposa Jill generaron otros 10.000 dólares vendiendo collares de conchas que compraron en Bali (por 1,90 dólares) desde su coche por la costa de California (por 60 dólares). Su deseo de contar con un sistema de cámara que pudiera capturar imágenes de cerca inspiró el nombre «GoPro», ya que, en aquella época, los únicos surfistas que se filmaban eran los profesionales.
El primer producto GoPro fue una cámara de película de 35 mm desarrollada por una empresa china llamada Hotax que incorporaba la correa de muñeca personalizada de Woodman, ligeras modificaciones en la carcasa y el logotipo de GoPro. Hotax vendió a Woodman la cámara renombrada por 3,05 dólares y las cámaras se vendieron por unos 30 dólares. Woodman se dedicaba a vender sus productos mientras utilizaba su Volkswagen Bus de 1971, al que llamó «The Buscuit», como casa móvil. Desde entonces, el producto ha evolucionado hasta convertirse en una cámara digital compacta que admite WiFi, puede controlarse a distancia, tiene una carcasa impermeable y graba en una tarjeta micro SD.
En 2004, Woodman realizó su primera gran venta cuando una empresa japonesa encargó 100 cámaras en una feria deportiva. A partir de entonces, las ventas se duplicaron cada año y, en 2012, GoPro vendió 2,3 millones de cámaras. En 2005, Woodman apareció en QVC para vender su GoPro Hero. En 2004, GoPro tuvo unos ingresos de 150.000 dólares que aumentaron a unos 350.000 dólares en 2005. En diciembre de 2012, el fabricante taiwanés por contrato Foxconn compró el 8,88% de la empresa por 200 millones de dólares, lo que fijó el valor de mercado de la compañía en 2.250 millones de dólares, convirtiendo a Woodman, que poseía la mayoría de las acciones, en multimillonario. El 26 de junio de 2014, GoPro salió a bolsa, cerrando el día a 31,34 dólares la acción. En 2014, Woodman fue el director ejecutivo estadounidense mejor pagado, pues se pagó a sí mismo 235 millones de dólares, mientras que GoPro obtuvo unos beneficios de 128 millones de dólares.
En 2015, GoPro formó una asociación con la NHL en la que ésta utilizaría los productos de GoPro para mejorar la experiencia visual de los aficionados. Woodman ha sido invitado a hablar en varias conferencias de tecnología y en octubre de 2015, Woodman fue un invitado en el Late Show con Stephen Colbert y llevó una cámara GoPro durante toda la entrevista. Woodman apareció como un tiburón inversor en la sexta temporada del programa Shark Tank. Woodman ha invertido 125.000 dólares a partir de noviembre de 2015 en Shark Tank en dos inversiones.
GoPro realizó una serie de recortes de empleo en 2016-2018. En enero de 2016, recortó 100 puestos de trabajo, o el 7% de su plantilla. En noviembre de 2016, GoPro recortó un 15% adicional de su plantilla tras intentar ramificarse más allá de su negocio principal de cámaras de acción, ya que la división de entretenimiento no alcanzó la rentabilidad. Siguieron otros despidos en marzo de 2017. En enero de 2018, GoPro anunció que eliminaba los drones de su línea de productos y que reducía la plantilla de 1.254 empleados a menos de 1.000. Woodman ha anunciado que está abierto a vender GoPro.Con los despidos, GoPro volvió a su anterior estructura más plana. «Decidimos simplificar todo y volver al negocio que conocíamos y amábamos como empresa privada», dice Woodman.
En diciembre de 2016, se anunció una demanda colectiva contra GoPro. La demanda alegaba que GoPro hizo declaraciones falsas y engañosas a los inversores y/o no reveló los defectos de los drones de la empresa, exagerando la demanda de los clientes, y que las declaraciones públicas de GoPro eran materialmente falsas y engañosas.
Con los numerosos cambios en GoPro y que la involucran, incluyendo numerosos recortes de puestos de trabajo y la caída de los precios de las acciones, Woodman fue nombrado en un artículo de 2016 de Fox Business como uno de los peores directores ejecutivos del año.