На Олимпийских играх 1908 года Панин-Коломенкин стал олимпийским чемпионом, первым из граждан Российской империи получив олимпийское золото.
Отец — директор Воронежского завода сельскохозяйственных машин Александр Николаевич Коломенкин.
С раннего детства начал заниматься на самодельных деревянных коньках с железным полозом. Позже мать привезла ему из Москвы пару настоящих коньков.
В 1882 году родители развелись, и Евгения Владимировна, забрав сына и двух его сестёр, уехала в Санкт-Петербург. В Петербурге Коломенкин продолжил своё конькобежное образование. Он часто появлялся на катке сквера на Греческом проспекте. По протекции отчима получает рекомендательное письмо от председателя Петербургского общества любителей бега на коньках Вячеслава Срезневского, которое открыло дорогу в Юсуповский сад. На этом катке занимались скоростным бегом на коньках, хоккеем и катанием на финских санях.
С 1893 года — студент Петербургского университета (отделение естественных наук физико-математического факультета); окончил университет в 1898 году.
Курс анатомии читал Пётр Францевич Лесгафт. Именно по его инициативе в 1893 году было создано «Общество содействия физическому развитию детей и молодежи».
Не оставляя фигурное катание, Николай увлёкся велосипедным спортом. Также занимался лёгкой атлетикой, греблей, плаванием, лыжами, играл в футбол и хоккей.
В 1901 году Николай Панин подал заявку на участие во всероссийском первенстве по «искусству катания на коньках». Он с успехом выполнил все задания, получил большую золотую медаль и титул лучшего фигуриста России.
В 1903 году, в связи с 200-летием Санкт-Петербурга, комитет Международного союза конькобежцев поручил Петербургскому обществу любителей бега на коньках провести чемпионат мира.
Николаю Панину предстояло соревноваться с лучшими фигуристами планеты, среди которых — чемпион мира швед Ульрих Сальхов, экс-чемпион мира немец Гильберт Фукс, чемпион Австрии Макс Богач и чемпион Германии Эрнст Лассан. Ульрих Сальхов занял первое место, а второе досталось Николаю Панину.
2 и 3 февраля 1908 года в Петербурге проходили международные соревнования по фигурному катанию на Кубок памяти трагически погибшего Александра Паншина. В соревнованиях приняли участие семикратный чемпион мира швед Ульрих Сальхов, немцы Генрих Бургер и Мартин Гордан.
Николай Панин стал победителем — 344,4 балла, Сальхов — вторым, 328,2 балла.
На Олимпийских играх 1908 года в Лондоне кроме Николая Панина в обязательном и произвольном катании участвовали семикратный чемпион мира и шестикратный чемпион Европы Ульрих Сальхов, двукратный серебряный призёр чемпионатов мира, серебряный и бронзовый призёр чемпионатов Европы немец Бургер, бронзовый призёр чемпионатов мира и Европы швед Пер Турен, американец Ирвинг Брокау, англичане Артур Камминг и Джон Холл-Сей.
16 (28) октября Николай Панин точно и чётко выполнил все обязательные фигуры, однако ему было присуждено лишь второе место.
Чемпион мира У. Сальхов устраивал истерику после исполнения каждой фигуры Паниным, судьи вынуждены были сделать ему предупреждение. Судья Х. Гренадер, представлявший Великобританию, был шведом, судья Г. Хюгель являлся личным другом Сальхова, так что эти два судьи и швед Хорле намеренно, как утверждается в некоторых источниках, занижали оценки Панину. В итоге Панин (1147 очков, сумма мест — 12) оказался позади Сальхова (1172,5; 7), но впереди Турена (1094; 5). В знак протеста против несправедливого, по его мнению, судейства Панин снялся с соревнований, так и не исполнив произвольную программу.
17(29) октября участники выполняли специальные фигуры, У. Сальхов, понимая, что в этом виде обыграть Панина невозможно, заранее снялся с соревнований. Панин представил судьям настолько сложные рисунки фигур, что они не поверили в возможность их исполнения на льду. После же их безупречного исполнения, с исключительной, математической точностью, поражённые судьи единогласно отдали Панину первое место, выставив рекордные за всю историю обязательных фигур оценки (219 баллов из 240 возможных, то есть 91,3 % от максимума), что позволило ему получить золотую олимпийскую медаль (двумя другими призёрами в этом виде стали Артур Камминг и Холл-Сей).
После Олимпиады Панин перешел на тренерскую, а позже — на педагогическую деятельность.
1915—1917 — секретарь Российского олимпийского комитета.
В 1919—1930 годах работал в финансовых органах Петроградской (Ленинградской) губернии и области, был инструктором по спорту организации Всеобуча в Детском Селе.
1928 — победитель Всесоюзной спартакиады по стрельбе из пистолета.
С 1930 года — руководитель семинара инструкторов по фигурному катанию (Ленинград).
С 1933 года — руководитель школы мастеров фигурного катания при Институте физической культуры им. П. Ф. Лесгафта.
В 1936—1938 — руководитель Высшей тренерской школы фигурного катания при Институте физической культуры им. П. Ф. Лесгафта.
В годы Великой Отечественной войны инструктор по обучению бойцов партизанских отрядов.
В феврале 1942 — эвакуирован из блокадного Ленинграда.
В 1945 году вернулся в Ленинград и работал в НИИ физической культуры.
Им написано несколько учебников. За фундаментальные научные достижения и педагогическую деятельность Панину было присвоено звание доцента и степень кандидата педагогических наук (1938).
История знает Николая Панина не только как талантливого спортсмена, но и как выдающегося тренера и педагога. Среди его учеников чемпионы России и СССР: К. Олла, К. Цезар, П. Чернышев, П. Орлов, Е. Алексеева, супруги Гендельсман.
Панин-Коломенкин умер в 1956 году в Ленинграде и похоронен на Серафимовском кладбище.