Семейство Кузнецовых крепко обосновалось в Одесском уезде. Так братья Дмитрия Михайловича, все военные, подпоручик Лев Михайлович, штабс-ротмистр Константин Михайлович, поручик Николай Михайлович и были землевладельцами Одесского уезда. Самому же Дмитрию Михайловичу принадлежали деревни Новомариновка, Константиновка, Дмитровка, Степановка, Марьяновка, Пшоняное.
Образование Николай получал в Одесской гимназии. Учение тяготило его. Склонности к наукам, в отличие от младшего брата Дмитрия, он не проявлял и в 7-м классе, оставляет гимназию. В деревне он ведет вольную жизнь беззаботного барчука. Охота была его любимым занятием.
Его мать, Клавдия Гавриловна Кузнецова (урожд. Леонтович), обнаруживает у сына склонности к рисованию и отвозит его в Одессу, к другу семьи художнику Ф.Д. Мальману, одному из лучших преподавателей Одесской рисовальной школы. В течении года, он берет у него уроки, при этом обнаруживает прекрасные способности .
Когда Николаю исполнилось 26 лет, он будучи из семьи военного, обладая незаурядными физическими способностями, решает ехать в Петербург и поступать в гвардейский уланский полк.
Командир гвардейских улан, барон Эссен, был болен. Н.Д. не попал к нему на прием.
Он, вдруг принимает неожиданное для всех решение стать художником, поступает вольнослушателем в Академию художеств.
Занимался он хорошо, хотя часто покидал Академию, живя и занимаясь живописью в родном имении. В общей сложности Кузнецов пробыл в Академии всего три зимы, да и то по два - три месяца. Одну треть пробыл в головном классе, две трети в фигурном, затем около года в натурном. За это время он получил три серебряных медали. В 1879 году по настоянию И.Н.Крамского и И.И. Шишкина он оставляет Академию и возвращается в Степановку , где вместе с А.П. Размарицыным, продолжает заниматься живописью.
В имение Кузнецовых на полевые работы с Волынской губернии приехали «заробитчане» . Среди работниц приглянулась Николаю девушка. Чувство переросло в любовь. Мать Николая браку воспротивилась и работников уволила. Николай проявив настойчивость и мужество, вернул работников и Ганну, так звали девушку и будущую жену .
Официально Н.Д. венчался А.Г. Проценко, дочерью отставного прапорщика, в Единоверческой Успенской церкви г.Одессы 5 февраля 1888 года их брак был оформлен когда у них было уже двое детей. Одним из свидетелей был Кирияк Костанди
В 1880 побывал в Германии и Франции, где познакомился с И.П. Похитоновым. В этом же году, у него родилась первая дочь Маруся.
В начале 1880-х знакомится с С.И. Мамонтовым и художниками Абрамцевского кружка: В.Д. Поленовым, В.М. Васнецовым, В.А. Серовым и И.Е. Репиным.
С 1881 ежегодно участвовал в выставках Товарищества передвижных художественных выставок (ТПХВ) (член товарищества с 1883).
В этом же 1881 году у него родился сын Михаил
В.А. Серов, приехав в 1885 году в к жившей в Одессе невесте, провел в Степановке половину октября и весь ноябрь. Здесь им был написан этюд «Волы»
В 1887 стал одним из учредителей Товарищества южно-русских художников (ТЮРХ) и постоянным участником его выставок; участвовал в международных выставках и выставках русского искусства за рубежом. В этом же году вместе со своим младшим братом Д. Д. Кузнецовым и К.К. Костанди совершают поездку по Европе.
В 1889 году произошло событие, которое, как многие считают, стало переломным для Николая Дмитриевича. Демонстрируя свою силу перед братом и знакомыми он держа на плечах двух человек, поднял лежащую на земле тридцати двух пудовую бабу. В результате растянул связки. Многие годы после этого ему приходилось передвигаться на костылях. Работать приходилось сидя.
С 1890 года творческой мастерской художника становится имение Степановка. В этом же году принимает участие в организации ТЮРХ (Товарищетсва Южно-Русских Художников)
В 1891 году у него родилась вторая дочь Людмила
1893г переезжает для работы в Одессу
В ноябре 1895года, после реорганизации Академии художеств был приглашен в художественное училище Петербургской академии художеств профессором-руководителем класса батальной живописи. В марте 1897 года Кузнецов покидает Академию
В 1897 году приобретает участок земли из земель бывшей дачи Лидерса и начинает строить галерею и мастерскую. 1899 году строительство заканчивается
В 1900 г открыта Картинная галерея. В ее собрании были картины И. Репина, В. Серова, И. Крамского, В. Васнецова, И. Похитонова, картины французских художников салона Марсового поля, художников Ж. Александера, Л. Деламо, Ш. Котте, Г. Латуша, Ф. Таулова и др. Эта галерея сыграла значительную роль в определении творческих взглядов одесских живописцев.
В 1900 году, по представлению И.Е. Репина, В.А. Беклемишева и А.П. Соколова, был избран действительным членом Академии художеств (АХ).
Принимает участие во всех выставках ТЮРХ и передвижников. Н.Д. Кузнецов пользовался огромной популярностью в Одессе, получая много заказов. Его мастерская была своеобразным центром, где бывали не только местные художники, но и И.Е. Репин, В.А. Серов, В.Д. Поленов, М.А. Врубель, Ф.И. Шаляпин, П.К. Саксаганский и многие другие выдающиеся деятели культуры.
В начале 1920 эмигрировал с семьей в Королевство СХС. Жил в городах Вжеш, Бела-Церква, Риека и Сараево. Писал в основном заказные портреты. Участвовал в Выставке русской живописи и скульптуры в Бруклинском музее (1923) и Выставке Объединения русских художников в Королевстве СХС (1928).
В марте 1929 года умер. Похоронен в Сараево.