По происхождению одессит. В 1918 г. Николай Андреев поступил на работу фотографом в ВЧК к своему однопартийцу Якову Блюмкину в его отдел по борьбе с международным шпионажем. Блюмкин набирал служащих сам, пользуясь рекомендацией ЦК левых эсеров. Почти все служащие его были эсеры. По свидетельству Дзержинского, «Блюмкин особенно настаивал на устройстве фотографии при его отделении и рекомендовал своего фотографа Андреева».
За неделю до покушения на графа Мирбаха, ставшего сигналом к Восстанию левых эсеров в Москве, Андреев покинул работу, заявив, что ЦК эсеров его командирует на другую работу.
6 июля 1918 г. в Первом Доме Советов (гостиница «Националь») на Тверской улице на квартире одного из членов ЦК ПЛСР Блюмкин и Андреев получили бомбы для покушения и револьверы. Затем на автомобиле исполнители покушения направились в район Арбата.
В третьем часу дня Я. Блюмкин и Н. Андреев по удостоверению ВЧК вошли в здание германского посольства и потребовали встречи с послом «по личному вопросу». Позже выяснилось, что подписи Ф. Дзержинского и секретаря ВЧК И. Ксенофонтова на удостоверении были поддельными, а печать — настоящей: её поставил заместитель председателя ВЧК левый эсер В. А. Александрович.
Немецкий лейтенант Леонгарт Мюллер, который присутствовал при покушении, на допросе показал следующее:
Большинство историков считает, что именно Андреев застрелил немецкого посла.
Андреев повез раненного в ногу Блюмкина в лазарет, который находился при штабе подчиненного ВЧК отряда Д. Попова в Трехсвятительском переулке. В последовавшем за покушением восстании левых эсеров участия они не принимали.
После окончания расследования дело о мятеже левых эсеров было рассмотрено в Верховном ревтрибунале при ВЦИК 27 ноября 1918 года на открытом судебном заседании. Трибунал приговорил Я. Блюмкина и Н. Андреева к тюремному заключению с применением принудительных работ на три года (их судили заочно). Н. Андреев бежал от возмездия на Украину, там он намеревался ликвидировать гетмана Скоропадского, но по каким-то причинам передумал. Позже его видели в Гуляй Поле у батьки Махно. Анархические порядки ему не понравились и Андреев ушел. Умер Н.Андреев в 1919 году от сыпного тифа.