Royal College of Nursing (RCN) sade att den skotska regeringen behövde vidta åtgärder nu för att avvärja en personalkris.
De sa att ökad efterfrågan och otillräcklig vårdpersonal riskerade patientvården.
Den skotska regeringen sade att antalet sjuksköterskor och barnmorskor hade ökat med 5,2 % sedan 2006.
Enligt RCN hade en "boom and byst"-strategi för bemanning lett till att många hälso- och sjukvårdsnämnder hade skurit av vårdpersonalen för att balansera sina böcker och sedan senare strävat efter att rekrytera allteftersom efterfrågan ökade.
De sade att trots att antalet lediga sjuksköterskor steg till 4,2 % i juni ökade antalet tillgängliga anställda med endast 1 % under 2015.
De sade också att arbetsstyrkan stod inför ett ökat tryck i takt med att sköterskornas åldersprofil ökade. RCN sade att 43 % av vårdpersonalen och barnmorskorna var 45 år eller äldre 2006, och att siffran 2015 hade ökat till 54 %.
Fackföreningen sade att även om sjuksköterskorna hade fått en löneökning som rekommenderats av NHS Pay Review Body, hade återhållsamhet i lönen lett till en reell nedgång på cirka 14 % av lönerna sedan 2010. De sade att detta skulle öka rekryterings- och lagringsproblemen.
54 %
Sjuksköterskor 45 år och äldre 2015
43% Sjuksköterskor i åldern 45 år och äldre 2006
RCN Scotland Director Theresa Fyffe sade: " Skottlandets befolkning blir allt äldre och allt fler människor lever under mer komplicerade förhållanden.
"Hälsavården är på väg genom taket. Och du behöver bara titta på den senaste NHS vakansen - som steg från 3,7 % till 4,2 % i juni 2016 - för att veta att den mycket blygsamma personalökningen bara inte håller jämna steg med efterfrågan, med ett antal hälso- och sjukvårdsnämnder verkligen kämpar för att rekrytera tillräckligt med vårdpersonal."
Hon tillade: "Alla dessa faktorer, liksom Brexits hittills okända inverkan på den internationella rekryteringen - särskilt inom vårdhemssektorn i Skottland bidrar till en "fullkomlig storm" för vår vårdpersonal och, som det sägs i dagens rapport utan tillräcklig vårdpersonal och exponentiellt ökande efterfrågan, patientvården sätts på spel."
Hälsominister Shona Robison sade att under den skotska regeringen hade antalet anställda i NHS ökat med mer än 11 000 - varav mer än 2100 sjuksköterskor och barnmorskor, en ökning med 5,2 % sedan 2006.
Hon sade: "Byggnaderna inom sjuksköterske- och barnmorskeyrken beror på inrättandet av nya tjänster i hälso- och sjukvårdsnämnderna, främst som ett resultat av information från vår innovativa arbetsbelastning och verktyg för personalplanering som hjälper hälso- och sjukvårdsnämnderna att planera för det antal anställda de behöver.
"Vi är engagerade i att utbilda och behålla vår sjuksköterskepersonal och vi kommer att öka antalet traineesjuksköterskor och barnmorskor med 5,6 % för 2016-17 - en fjärde på varandra följande ökning."
Robison sade också att den skotska regeringen har åtagit sig att behålla sjuksköterske- och barnmorskebursary- och avgiftsfria studieavgifter i Skottland.
Scottish Labour Health talesman Anas Sarwar sade: "SNP regeringen har ignorerat tidigare varningar från personalen och det kan inte tillåtas att hända igen."
Donald Cameron, för de skotska konservativa, sade regeringen måste "förklara varför den inte har skapat fler studentplatser när den visste att arbetskraften var åldrande, och varför anställningsmönster har varit så nyckfulla".
Budgetnedskärningar, Brexit och växande efterfrågan på patienter leder alla till en "perfekt storm" för vårdpersonal i Skottland, en ny rapport har varnat.