Николай Крылов закончил Петербургский горный институт в 1902 году, позже служил в институте профессором в 1912—1917 годах. В 1917 году переехал в Крым, где до 1922 года служил профессором Крымского университета; с 1917 года также профессор Киевского университета. В 1922—1945 годах возглавлял отдел математической физики Академии наук УССР.
Опубликовал около 180 книг и статей по математической физике и математике.
Основные труды относятся к интерполяции, приближённому интегрированию дифференциальных уравнений математической физики, нелинейной механике. Разработал ряд новых методов решения задач математической физики, приложимых как для доказательства существования решений, так и для фактического их построения. С 1932 года Н. М. Крылов совместно с Николаем Боголюбовым большую часть своей научной деятельности посвящал проблемам теории нелинейных колебательных процессов, в которой им удалось заложить основы нелинейной механики.
Монографии:
Избранные статьи:
Награждён орденом Ленина (1949), двумя орденами Трудового Красного Знамени (1944, 1945), медалями. Заслуженный деятель науки УССР (1939).
За плодотворную научную деятельность Николаю Крылову в 1929 году было присвоено звание заслуженного деятеля науки УССР. Его избирали членом-корреспондентом Коимбраского университета (1924, Португалия), членом Американского математического общества (1924), Французского физического общества (1924), Итальянской математической ассоциации (1924), Французского математического общества (1924), Математического общества в Палермо (1924).
В 1964 году в АН УССР учреждена премия имени Н. М. Крылова.