Николай Васильевич родился 3 февраля 1800 года в дворянской семье, во Владимирской губернии.
В 1817 году выпросил небольшую сумму денег у отца, отправился в Москву и поступил вольным слушателем в Московский университет, однако быстро покинул его, так как был возмущен «неприличным поведением и дерзостью» некоторых слушателей. В 1819 году окончил Училище колонновожатых.
В 1820 году прикомандирован к штабу 2-й армии в Тульчине. За отличие по службе в 1821 году произведен в подпоручики, переведен в 31 егерерский полк поручиком и назначен адъютантом начальника Главного штаба 2 армии Киселёва. В 1822 году зачислен в л.-гв. Егерского полка. В 1825 году назначен старшим адъютантом Главного штаба 2 армии. В этой должности, в чине поручика, его застало 14 декабря.
В Тульчине Басаргин вращался в кругу передовых офицеров и был Бурцевым принят в число членов Союза Благоденствия. В своих «Записках» Басаргин пишет про кружок молодых офицеров.
В Южном обществе Басаргин участия почти не принимал.
Позже Николай Васильевич разочаровался в Союзе Благоденствия.
В августе 1825 года у него умирает жена, что сильно потрясает Николая Васильевича, отчего у него отнимаются ноги, и в октябре он, взяв отпуск, уезжает во Владимир к брату, поэтому не принимает участие в мятежных действиях. Однако по возвращении в Тульчин его, как знавшего об умыслах на цареубийство, арестовали 8 января 1826 года и заключили в Петропавловскую крепость.
В июне Николай Васильевич прислал Николаю I письмо, в котором изъявлял раскаяние, но на это ему объявлено, что участь его зависит от суда.
На основании донесения следственной комиссии, гласившего, что поручик Басаргин «участвовал в умысле на цареубийство согласием (это участие Басаргин в „Записках“ отрицает категорически), участвовал в распространении тайного общества принятием одного члена», несмотря на признание самой комиссией смягчающих вину обстоятельств, Верховный уголовный суд отнес Басаргина ко 2-му разряду преступников, и, в силу конфирмованного императором Николаем приговора, был, по лишении чинов и дворянства, сослан в каторжные работы на 20 лет, с переводом затем на поселение (приметы: рост 2 аршина 8 вершков, лицо белое, рябоватое, глаза карие, нос небольшой, продолговат, волосы на голове и бровях темнорусые). Впоследствии срок каторги ему был сокращён.
С 1827 года по 1836 год Басаргин провел на каторге сперва в Чите, потом в Петровском заводе.
В 1832 году был избран «хозяином» артели декабристов.
С 1836 года по 1856 год Басаргин жил на поселении в разных городах Сибири (см. например, поселения Ялуторовск, Туринск).
В 1846 году был принят на государственную службу и по 1848 год проводит в Омске, помилован в 1856 году.
От императора Александра II Николай Васильевич получил окончательное помилование, вернулся в Россию и поселился в родовом имении.
Приобрел имение Вареево в Покровском уезде Владимирской губернии в 1858 году, а последние годы жизни провел в имении Богородском Московской губернии, где и умер в 1861 году. Похоронен на Пятницком кладбище в Москве.
Басаргин оставил воспоминания об училище для колонновожатых и Муравьеве Н. Н. (напечатаны в «Русском Архиве» за 1868 год, кн. 4 и 5), и «Записки», напечатанные Бартеневым в «Девятнадцатом веке» (ч. I) (отдельно изданы в 1872 году). «Записки» занимают видное место среди мемуаров декабристов. Написанные просто, правдиво, кратко, они дают мало сведений о ходе движения, но превосходно рисуют облик самого Басаргина и его мировоззрение, а также ценны по данным, касающимся жизни декабристов в Сибири (в них вошел устав артели декабристов). Имеет также значение содержащийся в «Записках» бытовой материал, особенно рассказ о каторжнике Масленникове и о «2-х сестрах».
Основная мысль Басаргина: всякий человек способен издать «сочувствующий добру звук». Преступников «следовало бы лечить с особенным вниманием и любовью, а не преграждать им все пути к исправлению».
Басаргин мечтает о времени, когда из уголовных законов исчезнет «средневековое правило возмездия». В заключении «Записок» Басаргин выражает горячую радость по поводу того, что крепостное право «издыхает».
Отец — майор, небогатый помещик Басаргин, Василий Иванович (умер 1822).
Мать — Бланк, Екатерина Карловна (умерла 1815), дочь московского архитектора и инженера-строителя К. И. Бланка, сестра поэта Б. К. Бланка.
Получил домашнее воспитание.
Братья (в 1857 их обоих уже не было в живых):
Жёны:
Дети:
В семье Басаргиных воспитывалась дочь декабриста Н. О. Мозгалевского Пелагея («Полинька», 1.10.1840 — 1862), впоследствии жена П. И. Менделеева.