Родился в Санк-Петербурге в купеческой семье. Там же окончил коммерческое училище и учился в Императорской Академии художеств (окончил только три курса).
Принимал активное участие в революционном движении с 1901 года. Пользуясь тем фактом что семья купцов Бурениных владела имением в деревне Кирьясало расположенном на границе того времени между Российской империей и Финляндией регулярно провозил нелегальную литературу и оружие из Финляндии, переправил через границу делегатов IV-го и V-го съездов РСДРП. Участвовал в попытке провоза оружия на пароходе Джон Графтон.
Выполнял Буренин Н. Е. и другие нелегальные поручения большевистской партии: создавал подпольные типографии и склады подрывной литературы, устраивал явочные квартиры, доставал средства на партийные цели.
Во время Революции 1905—1907 годов в России являлся одним из организаторов Боевой технической группы при ЦК РСДРП(б).
Во время поездки М. Горького в 1906 году в США сопровождал писателя в качестве связного РСДРП(б). За свою революционную деятельность неоднократно подвергался арестам.
После Октябрьской революции стал работать в Наркомвнешторге и в Комиссариате театров и зрелищ, позже — в театральном отделении при отделе народного образования Петроградского совета.
Как сотрудник Наркомвнешторга в 1921 года был направлен в Финляндию в качестве заместителя торгпреда РСФСР, позже работал в Советском торгпредстве в Германии.
Персональный пенсионер с 1935 года, написал мемуары, член Союза писателей СССР.
На доме в Санкт-Перебурге по адресу Рузовская ул. 3, где с 1890 года по 1962 год жил Николай Евгеньевич Буренин установлена мемориальная доска.
Его именем названа улица в Красногвардейском районе Санкт-Петербурга.
В 1980 году личное собрание нот Николая Евгеньевича Буренина поступило в Российскую национальную библиотеку, где стало самым крупным собранием — 3761 единиц хранения, в основном нотные издания XIX—XX веков.
Литературовед Альфред Барков высказал предположение что Николай, он же «Герман», Буренин послужил «прототипом юного рыцаря-пажа в облике кота Бегемота» в романе М. А. Булгагова «Мастер и Маргарита».