Родился 14 мая 1878 г. в селе Кунцево Московской губернии в семье священника Лавра Дмитрова, болгарина по происхождению.
В 1900 г. окончил Московскую духовную семинарию и стал работать учителем в селе Кунцево.
В 1909 г. в храме Христа Спасителя в Москве рукоположен в сан священника храма села Завидово Тверской епархии.
В 1930 г., после ареста второго завидовского священника, протоиерея Григория Раевского, от о. Николая потребовали лжесвидетельства против собрата, но он отказался.
В 1933 г. арестован за неуплату непосильных налогов и приговорен к одному году исправительно-трудового лагеря.
В 1934 г. вернулся к служению в храме, подвергался гонениям с угрозами нового ареста.
8 февраля 1938 г. вновь арестован. Обвинен в контрреволюционной деятельности. Виновным себя не признал.
6 марта 1938 г. приговорен тройкой НКВД к расстрелу.
23 февраля (8 марта н. ст.) 1938 г. расстрелян в Тверской тюрьме и погребен на одном из кладбищ города в братской могиле. Точное место захоронения неизвестно.
В 1956 г. реабилитирован.
6/19 сентября 1999 г. канонизирован как местночтимый святой Тверской епархии.
В августе 2000 г. причислен к лику святых Новомучеников и Исповедников Российских на Юбилейном Архиерейском Соборе Русской Православной Церкви.