В 1876 году окончил юридический факультет Московского университета. 15 лет изучал агрономию во Франции, устроил в своём имении под Петербургом образцовое молочное хозяйство.
Советник В. К. Плеве и П. А. Столыпина по аграрным вопросам. Участвовал в разработке аграрных и крестьянских законопроектов правительства П. А. Столыпина, его перу принадлежат несколько книг и множество статей по этой теме. По своим политическим взглядам Зворыкин был близок к националистам, в то же время был противником общины, обвиняя как саму идею общинности, так и её защитников-монархистов в социальном, «левом» эгалитаризме.
Создал фирму по производству и пастеризации молочных продуктов «Лактобациллин», продукция которой нашла широкий спрос и продавалась в различных странах Европы и Азии.
В конце XIX — начале XX вв. ученый принял участие в экономико-этнографических исследованиях князя Тенишева, который с помощью метода анкетирования исследовал экономическое положение, быт и мировоззрение российского крестьянства. Именно Н. Н. Зворыкин провёл систематизацию, анализ и обобщение огромного материала, полученного в ходе опросов.
После революция 1917 года эмигрировал во Францию. В 1920-е годы издал за границей несколько книг по аграрному вопросу в России. Как исследователь, Н. Н. Зворыкин сочетал в себе фундаментальную научную подготовку и богатый практический опыт исследований.
В своих исследованиях Н. Н. Зворыкин пользовался социологическими методами, разработанными выдающимся французским ученым Фредериком Лепле. Эти методы позволили определить законы естественного, мирного социально-экономического развития, как на уровне целых народов, так и на уровне отдельных социальных групп, в зависимости от природно-географических факторов.
Сверхзадачей, которую ставил перед собой учёный, было ответить на вопросы об экономических причинах революции в России и прихода к власти большевиков и путях дальнейшего развития страны.