Николай ВАСИЛЬЕВ родился в деревне Березино Новгородской области. С отличием окончил Музыкальное училище при Ленинградской консерватории.

В период с 1980 по 1982 годы учился на кафедре вокала в Ленинградской консерватории, параллельно работая в труппе Михайловского театра. С 1982 года – солист стажёрской труппы Большого театра. С 1983 по 2006 – солист Большого театра.

Окончил факультет музыкального театра ГИТИС по классу В. А. ПЬЯВКО, после чего был направлен на стажировку в театр Ла Скала, где обучался у Джульетты СЕМИОНАТО и Лучано СИЛЬВЕСТРИ. За время стажировки выступал во многих оперных театрах Италии, в том числе принимал участие в постановке оперы «ЕВГЕНИЙ ОНЕГИН» в Ла Скала, в партии Ленского.

После возвращения в Москву активно занят в репертуаре Большого театра, параллельно заканчивает ассистентуру-стажировку Московской консерватории.

Участвовал в гастролях Большого театра на сценах Метрополитен-опера (США), Королевского театра Ковент-Гарден (Великобритания), также выступал во Франции, Италии, Испании, Японии, Голландии, Эфиопии, Пакистане, Чехии, Болгарии и др.

С 1995 года преподаёт в ГИТИС, с 2005 года – профессор кафедры вокального искусства. За время преподавательской деятельности зарекомендовал себя как незаурядный педагог, способный разглядеть и развить индивидуальные творческие способности каждого студента и привить им все необходимые профессиональные навыки. Ученики Николая Ивановича являются лауреатами различных российских и международных вокальных конкурсов, многие построили успешные карьеры на театральном поприще.

В педагогическую практику входит работа в Государственном музыкально-педагогическом институте, музыкальном училище имени ГНЕСИНЫХ, театральном институте имени Бориса ЩУКИНА на музыкальном курсе. С 2015 года работает с артистами Московского театра оперетты в качестве репетитора по вокалу.