Николай Гиренко родился 31 октября 1940 года в Ленинграде. Окончил Восточный факультет ЛГУ (1967). В 1967—1970 был военным переводчиком на острове Занзибар (Танзания).
С 1970 года работал в Ленинградском отделении Института этнографии и антропологии им. Н. Н. Миклухо-Маклая (ныне Музей антропологии и этнографии им. Петра Великого — Кунсткамера) АН СССР; в 1986—1990 и с 1993 — заведующий сектором Африки; в 1990—1992 — и.о., в 1992—1993 — зам. директора по музейной работе. Доцент ЛГУ. Специалист в области этнологии. Внёс значительный вклад в изучение традиционных форм социальной организации народов Африки южнее Сахары. С 1988 занимался практической этнополитологией, научный эксперт в области межнациональных, межконфессиональных, межрасовых отношений. Автор методики расследования преступлений, совершаемых на почве национальной или расовой вражды или ненависти.
Депутат первого демократического Ленсовета — Петросовета (1990—1993; избран при поддержке Ленинградского народного фронта).
Гиренко — один из создателей Санкт-Петербургского союза ученых; возглавлял группу по защите прав национальных меньшинств, руководил научными и образовательными программами по воспитанию толерантности и противодействию шовинизму. В 1991 году он был одним из организаторов первой в России Европейской конференции за права национальных меньшинств.
Гиренко был главным организатором и идеологом работы по правовому противодействию национал-экстремизму в Санкт-Петербурге. Николай Гиренко участвовал на международных правозащитных конгрессах, чем вызывал особое раздражение у национал-экстремистов, сообщавших об этом на страницах националистической прессы.
Стал разработчиком первого методического пособия для прокуратуры по работе со статьёй 282 УК РФ (Возбуждение ненависти либо вражды, а равно унижение человеческого достоинства). В результате его работы данная статья получила практическое применение, а до этого почти не использовалась правоохранительными органами.
Был экспертом в российских судах по ряду дел связанных с преступлениями о разжигании национальной розни и насилия на почве расовой ненависти, провёл несколько десятков официальных экспертиз.
В 2004 году Гиренко также занимался подготовкой дела для процесса над РНЕ и одной из крайне радикальных группировок Санкт-Петербурга «Шульц-88».
Н. М. Гиренко был убит 19 июня 2004 года в собственной квартире в Санкт-Петербурге после дачи показаний в деле о РНЕ, по мнению следствия, группировкой Mad Crowd.
Утром двое подростков позвонили в дверь его квартиры в доме № 11-13 по улице Подковырова. Когда Гиренко подошёл к двери, раздался выстрел. Пуля прошла сквозь дверь и попала в Гиренко. Ранение оказалось смертельным и Николай Гиренко умер ещё до приезда врачей. Стрелявшие скрылись с места происшествия. По мнению следствия преступление было заранее спланированным.
На сайте националистов «Русская республика» за неделю до смерти Гиренко 12 июня 2004 года был опубликован смертный приговор, но прокуратура не приняла мер против авторов сайта. Однако по другим данным, приговор Гиренко появился через несколько дней после убийства. Автор сайта Александр Втулкин был арестован после того как на сайте 30 июля 2004 года был опубликован смертный приговор губернатору Санкт-Петербурга Валентине Матвиенко.
По состоянию на конец июня 2005 года следствие не располагало новыми данными по делу, не было даже подозреваемых.
Впоследствии в связи с убийством Гиренко был задержан ряд подозреваемых. Орудием убийства, по данным следствия, стал приобретённый преступниками с рук обрез немецкой винтовки «Маузер». По мнению следствия, к убийству Гиренко была причастна так называемая «банда Воеводина — Боровикова». Членам этой группировки вменялся в вину 6 убийств и ряд других преступлений. Один из предполагаемых руководителей группы Алексей Воеводин был задержан в декабре 2004 года по подозрению в совершении других преступлений, а другой, Дмитрий Боровиков, был застрелен милицией 18 мая 2006 года при задержании по подозрению в ещё одном убийстве.
По мнению следствия, мотивом убийства Гиренко стала ненависть в связи активным участием Гиренко в проведении экспертиз в рамках уголовных дел в отношении национал-экстремистских группировок. Первая попытка убить Гиренко была предпринята 17 июня, однако покушавшихся кто-то спугнул, а 19 июня им уже никто не помешал.
Предварительные судебные слушания состоялись 22 декабря 2008 года, а 27 февраля 2009 года к рассмотрению дела приступила коллегия присяжных.
В ходе судебного разбирательства коллегия присяжных заседателей Санкт-Петербургского городского суда признала виновными членов банды Боровикова — Воеводина, в том числе, и в убийстве Гиренко. Приговором Санкт-Петербургского городского суда от 14 июня 2011 года главарь банды Воеводин и другой участник группировки Артём Прохоренко были приговорены к пожизненному лишению свободы. Другие члены банды были приговорены к различным срокам лишения свободы.
Убийство Гиренко вызвало большой резонанс как в России, так и за рубежом. В частности, по этому поводу было принято специальное заявление организации «Международная амнистия».
С 2004 года в Санкт-Петербурге проходил ежегодный «Марш против ненависти», посвящённый памяти Николая Гиренко и приуроченный ко дню его рождения 31 октября.
Общественная кампания «Я не хочу ненавидеть!» была направлена на преодоление расизма, национальной дискриминации и ксенофобии. Материалы собирали 70 неправительственных организаций и 47 редакций средств массовой информации России.
В. А. Тишков, директор Института этнологии и антропологии РАН так опишет случившееся:
27 ноября 2007 года, постановлением Центральной избирательной комиссии Российской Федерации № 65/558-5, учреждена Памятная медаль имени Н. М. Гиренко.