Николай Денисов родился 12 сентября 1953 года в Москве. Ещё в школьные годы он увлёкся театром: перепробовал разные кружки в Доме культуры ЗИЛа, а затем поступил в детскую школу-студию под руководством Сергея Штейна. Именно этот опыт во многом определил его дальнейший путь. i

После восьмого класса Николай поступил в торговое училище, но вскоре оставил его, чтобы полностью посвятить себя актёрской профессии. В 1973 году он стал студентом Высшего театрального училища имени Бориса Щукина (курс Альберта Бурова). В 1978 году, уже имея за плечами опыт съёмок, Денисов окончил училище и был принят в труппу Московского театра юного зрителя (МТЮЗа), где вскоре стал ведущим актёром.