Родился в Антибе (Франция), где его родители находились в эмиграции; был первым ребёнком в семье князя Романа Петровича и княгини Прасковьи Дмитриевны, урождённой графини Шереметевой. В 1926 году у его родителей родился 2-й ребёнок — Дмитрий Романович Романов.
В семье использовали юлианский календарь, и с детства он говорил на русском и французском языках.
Получил частное начальное образование во Франции. В 1936 году семья переехала в Италию, для получения более хорошего образования.
С 12 лет Николай Романович мечтал стать морским офицером, однако у него появились признаки близорукости, и надежда на флотскую карьеру исчезла.
В 1942 году окончил гуманитарную академию в Риме. В начале Второй мировой войны с родителями жил в резиденции короля Виктора Эммануила III, супруга которого Елена Черногорская была сестрой его бабушки. В 1942 году отверг предложение руководства Италии стать королём оккупированной итальянцами Черногории.
После того как король Виктор Эммануил в сентябре 1943 года бежал из Рима, вместе с семьёй в течение 9 месяцев скрывался от фашистов и немцев; его бабушке, великой княгине Милице Николаевне пришлось скрываться в Ватикане.
С июля 1944 года работал в британо-американском Управлении психологической войны (англ. Psychological Warfare Division) и в информационной службе США (англ. United States Information Service).
По совету короля Умберто II, семья уехала из Италии в Египет в 1946 году. В Египте Николай занимался торговлей табаком, затем работал в страховой компании. Вернувшись в Европу в 1950 году, работал в Риме в Austin Motor Company до 1954 года.
По смерти своего шурина, в 1955 году стал управляющим бизнеса семьи своей жены — большой фермы в Тоскане; до 1980 года занимался разведением скота (кьянины) и виноделием.
В 1982 году продал ферму и с женой переехал в Ружмон. В 1988 году принял итальянское гражданство (до того был лицом без гражданства).
Исследователь истории флота, в 1987 году выпустил книгу о русских броненосцах. Владеет французским, русским, итальянским и английским языками, читает по-испански.
В 1989 году возглавил Объединение членов Дома Романовых, был вновь избран председателем его комитета на съезде Романовых в Петергофе 18 июля 1998 года и повторно в 2007 году. Главную роль руководимого им объединения Николай Романович видит в сохранении единства рода, пропаганде его исторических традиций и просветительской деятельности. Выступил инициатором съезда мужчин-Романовых в июне 1992 года в Париже. На съезде был создан Фонд Романовых для России, который возглавил его брат Димитрий Романович, помогающий детским домам, приютам и больницам в России и странах СНГ.
Николай Романович впервые побывал в России в июне 1992 года, когда он выступал в качестве гида для группы предпринимателей. Появляется в средствах массовой информации и документальных фильмах, давая интервью о Романовых, так в 2003 году, в датском документальном фильме «En Kongelig familie», в 2007 на телеканале France 3 в фильме «Un nom en h?ritage, les Romanov», и в 2008, в фильме «Призраки дома Романовых». В 1999 году документальный фильм о его жизни был подготовлен российским телеканалом НТВ.
В 1998 году присутствовал во главе на церемонии погребения в Петропавловском соборе Санкт-Петербурга останков, Николая II, членов его семьи и слуг. Был одним из инициаторов перезахоронения вдовствующей императрицы Марии Феодоровны, супруги Александра III, и во главе потомков Дома Романовых присутствовал на всех траурных мероприятиях в Копенгагене и Петербурге. Собирает информацию обо всех членах династии, обладает огромным архивом и по существу стал фамильным историком Дома Романовых. Все потомки Российского Императорского Дома, кроме ветви Кирилловичей признают его главой Дома Романовых.
Отрицает права на престол М. В. Романовой.
21 января 1952 года в Михайловской церкви в Каннах обвенчался с итальянской графиней Свевой делла Герардеска (род. 1930), представительницей известного итальянского аристократического рода.
Имеет 3-х дочерей: