Николай Петров родился в Екатеринбурге. Творческую деятельность Николай Васильевич Петров начал в 1907 как актёр в Вологодском драматическом театре. В 1908—1910 годах учился в режиссёрском классе МХТ под руководством В. И. Немировича-Данченко.

 

В 1910 по 1933 работал в Александринском театре  в Ленинграде сначала помощником режиссера, а затем и режиссером. С 1918 по 1920 по совместительству работал режиссером в Петрозаводском драматическом театре.

 

Как режиссер работал в театрах "Дом интермедии", "Бродячая собака", "Приют комедиантов". В 1921 по 1922 был главным режиссером Большого драматического театра (Ленинград).

 

Как режиссер Александринского театра поставил спектакли "Важно быть серьезным", О. Уаильда (1923), "Идеальный муж", "Пугачевщина", "Ревизор", "Бронепоезд 14-69" и др.

 

С 1951 по 1956 режиссер Московского театра Сатиры, а с 1956 Московского театра им. Пушкина.

 

Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве. Рядом похоронена супруга, Народная артистка РСФСР (1954) Скопина Людмила Александровна (1903-1992).