Родился 27 (14) июля 1911 года в деревне Зырянка, Екатеринбургского уезда, Пермской губернии, в крестьянской семье.
В 1926 году окончил семилетнюю школу, поступил на агрономическое отделение Тюменского сельскохозяйственного техникума. В 1927 году продолжил учёбу в Талицком лесном техникуме, где стал самостоятельно изучать немецкий язык, в итоге овладел им в совершенстве. Имел незаурядные языковые способности: с течением времени он изучил эсперанто, польский, коми и украинский языки. В 1929 году был обвинен в «белогвардейско-кулацком происхождении», исключён из комсомола и из техникума.
Летом 1932 года Кузнецов приезжает в Свердловск и успешно сдаёт вступительные экзамены на заочное отделение индустриального института. Внештатный сотрудник НКВД.
Начиная с 1938 года, выполнял спецзадание по внедрению в дипломатическую среду Москвы – активно знакомился с иностранными дипломатами, посещал светские мероприятия, выходил на друзей и любовниц дипломатов. Кузнецову выдают паспорт советского образца на имя немца Рудольфа Вильгельмовича Шмидта.
При его участии в квартире военно-морского атташе Германии в Москве фрегаттен-капитана Норберта Вильгельма Баумбаха был вскрыт сейф и пересняты секретные документы. Николай Иванович принимал непосредственное участие в перехватах дипломатической почты, вошёл в окружение военного атташе Германии в Москве Эрнеста Кёстринга, что позволило спецслужбам наладить прослушивание квартиры дипломата.
Когда началась Великая Отечественная война, за линией фронта, в тылу немецкой армии была сформирована «Особая группа при наркоме внутренних дел СССР». Это произошло 5 июля 1941 года с целью организации разведывательно-диверсионной работы. Ее возглавил старший майор Павел Анатольевич Судоплатов. В январе 1942 года данная группа преобразована в 4-е управление НКВД, в неё зачислен Николай Кузнецов.
Через несколько месяцев, весной 1942 года, Кузнецов под именем немецкого офицера Пауля Зиберта, вел разведывательную деятельность в оккупированном немцами городе Ровно, передавая сведения в партизанский отряд. Ему удалось узнать о подготовке фашистами наступления на Курской дуге.
Около 16 месяцев (с октября 1942 года по весну 1944 года,) он находился в занятом гитлеровцами Ровно, постоянно расширяя число контактов. Общаясь с немцами, Николай Иванович, выдавал себя за немца. Кузнецов не просто изображал немца, он стал им, заставлял себя даже думать по-немецки.
Николай Иванович несколько раз пытался осуществить своё главное задание – физическое уничтожение рейхскомисара Украины Эриха Коха (весна 1943 года).
16 ноября 1943 года Кузнецов провёл свою последнюю ликвидацию в Ровно – был убит глава юридического отдела Рейхскомиссариата обер-фюрер Альфред Функ.
Зимой 1944 года командир Кузнецов получил приказ отправляться вслед за отступающими немецкими войсками с остановкой во Львове. Вместе с Кузнецовым выехали разведчики Иван Белов и Ян Каминский. Во Львове он совершает ряд терактов – в частности, были ликвидированы шеф правительства дистрикта Галиция Отто Бауэр и начальник канцелярии правительства генерал-губернаторства доктор Генрих Шнайдер.
Кузнецов убил имперского советника генерала Геля, похитил командующего карательными войсками на Украине генерала фон Ильгена, совершал диверсии. Погиб в бою. Посмертно удостоен звания Героя Советского Союза.
Легендарному разведчику Николаю Ивановичу Кузнецову у здания Тюменского государственного университета Северного Зауралья в 1967 году установлен памятник и памятная доска. Одна из улиц города носит имя Николая Кузнецова.
Николай Иванович Кузнецов – советский сотрудник органов государственной безопасности, разведчик, диверсант, партизан, лично ликвидировал 11 генералов и высокопоставленных чиновников оккупационной администрации нацистской Германии.