Николай Андреевич Петров родился в 1914 году в городе Петроград (Санкт-Петербург) в семье рабочего. Русский. В Советской Армии с 1941 года.
На фронтах Великой Отечественной войны с 1942 года. Наводчик ручного пулемёта 25-го гвардейского стрелкового полка (6-я гвардейская стрелковая дивизия, 13-я армия, Центральный фронт) гвардии сержант Петров в ночь на 23 сентября 1943 года первым в батальоне преодолел Днепр близ устья реки Припять и пулемётным огнём обеспечил форсирование реки ротой. 29 сентября 1943 года в районе села Плютовище (Чернобыльский район Киевской области) скрытно проник в тыл противника и огнём из пулемёта уничтожил много гитлеровцев.
Звание Героя Советского Союза присвоено 15 января 1944 года.
Погиб в бою 9 октября 1943 года. Похоронен в селе Янов Чернобыльского района Киевской области.