Родился 14 февраля 1949 года в Витебске, в семье Народного артиста СССР Николая Николаевича Еременко и Народной артистки Белорусской ССР Галины Александровны Орловой. Н.Н.Еременко-старший в 1948-1959 годах был актером театра им. Я.Коласа в Витебске, а с 1959 года работал в Белорусском академическом театре имени Я.Купалы в Минске (там же работала и Г.А.Орлова). С 1960 года отец снимался в кино. Супруга - Титова Вера Юрьевна. Дочь - Мишенькина Ольга Николаевна (1975 г. рожд.).
Все детство Николая Еременко-младшего буквально прошло за кулисами. Атмосфера театра, реквизит, спектакли - все это вызывало у него неподдельный восторг. Однажды он так заигрался во время спектакля, что вышел на сцену, весь увешанный оружием, и обратился к маме, чтобы она помогла ему застегнуть брюки. Спектакль по пьесе Мольера был сорван, но первое (да еще столь эффектное!) появление Николая Еременко на сцене запомнилось жителям Витебска надолго.
В 12-летнем возрасте Николай вместе с матерью снялся в фильме о правилах дорожного движения, сделанном по заказу ГАИ. В этой короткометражке юный Николай нарушал порядок на улице, показывая, как пешеходам не надо себя вести. Собственно, чем-то подобным ему пришлось заниматься и в дворовых компаниях, чтобы постоянно доказывать приятелям, что он - "свой парень", а не пай-мальчик из привилегированной семьи.
Решение стать актером было принято Николаем без долгих колебаний, хотя он и побаивался, что фамилия может ему помешать. Однако, вопреки опасениям, фамилия (а вернее - отец) помогла ему поступить во ВГИК, в студию Народных артистов СССР Сергея Аполлинариевича Герасимова и Тамары Федоровны Макаровой. Дело в том, что отец Николая, сыгравший свою первую значительную роль в фильме Герасимова "Люди и звери" (1962), хорошо знал Сергея Аполлинариевича и посоветовал сыну прочитать на вступительных экзаменах "Грозу" Николая Заболоцкого - любимое стихотворение режиссера. Благодаря этой маленькой хитрости Николай был принят во ВГИК, несмотря на некоторое противодействие со стороны Т.Ф.Макаровой, не желавшей брать еще одного "кинематографического" отпрыска.
Поступив во ВГИК, Николай принялся усиленно "отрабатывать" полученный со стороны мастера "аванс". Он принимал участие во множестве этюдов и постановок, переиграв самые неожиданные и полярные роли: гоголевского Плюшкина, лермонтовского Звездича, Флоридора из "Мадмуазель Нитуш" Петра из "Власти тьмы". Несмотря на высокую работоспособность, начинающего актера переводили на 2-й, 3-й и 4-й курсы условно из-за постоянных прогулов, "хвостов" и даже... хулиганства. Впоследствии Николай Николаевич не раз вспоминал с улыбкой и свое поступление во ВГИК, и эти "условные" переводы, так как всегда считал главным не внешние обстоятельства, а свое страстное желание быть достойным отца в служении актерской профессии.
В 1970 году Николай Николаевич окончил ВГИК, на "отлично" защитившись ролями Жюльена Сореля, Августина-Флоридора в дипломных спектаклях и ролью Алеши в фильме С.А.Герасимова "У озера" (1969), которая стала его "взрослым" кинематографическим дебютом. Роль Жюльена Сореля в дипломном спектакле "Красное и черное" не была случайной: Герасимов "подводил" к ней актера несколько лет, еще со 2-го курса, когда Еременко сыграл молодого священника в учебной работе Н.Губенко "Торжественная литургия". И Николай Еременко, и его сокурсники старались в спектакле "Красное и черное" показать все, чему научились у Герасимова, работали с полной самоотдачей - спектакль не прервали даже тогда, когда у исполнителя главной роли от напряжения пошла кровь из носа.
Как и другие герасимовские ученики, Николай Еременко вошел в кинематограф еще во время учебы, ибо уникальность "герасимовской школы" заключалась в том, что Сергей Аполлинариевич совмещал обучение и производство. Благодаря этому ученики Герасимова оказывались вполне готовыми к трудностям самостоятельного существования, были настроены на диалог с любыми режиссерами и ответственное выполнение своих актерских задач в съемочном коллективе. Им также было привито понимание "идейности актерского исполнения" как необходимости досконального знания текста роли и социальной биографии исполняемого персонажа.
Проявляя внимание к каждому своему ученику, Герасимов особенно бережно опекал Николая Еременко, поскольку видел в нем задатки такого исполнителя романтических ролей, какого не хватало тогдашнему кинематографу. Герасимов давал Николаю не только профессиональные, но и житейские уроки, которые начинающий актер запомнил на всю жизнь. Один из советов учителя Еременко потом часто вспоминал: "Вот, Микола, идешь ты по жизни с высоко поднятой головой и вдруг встречаешь на пути шлагбаум. А ты свою голову несешь высоко и можешь не заметить его. Все-таки сумей нагнуться, потом выпрямись и иди с высоко поднятой головой дальше".
Окончив ВГИК, Николай Николаевич в 1971 году стал актером Театра-студии киноактера, а с 1976 года - актером студии имени М.Горького.
Вторую свою роль Еременко вновь сыграл в фильме учителя - в мелодраме "Любить человека" (1972). В этой картине, а также в фильмах "Горячий снег" (1972, режиссер Г.Г.Егиазаров), "Исполнение желаний" (1973, режиссер С.С.Дружинина), "Возврата нет" (1973, режиссер А.А.Салтыков), "Ливень" (1974, режиссер Б.В.Яшин), "Семья Ивановых" (1975, режиссер А.А.Салтыков) Николай Николаевич как будто отступил от "уготованного" ему амплуа романтических героев. Но если внимательно приглядеться, в первых актерских опытах опытах Еременко обнаруживается стремление к показу таких персонажей, которые хотят побыстрее доказать окружающему миру свою человеческую состоятельность и совершают на этом пути необдуманные и непоправимые поступки. Лейтенант Дроздовский в фильме "Горячий снег" (Еременко очень хотел сыграть в экранизации романа Ю.Бондарева именно эту роль) - по сути, совсем еще мальчик, порывистый, тщеславный и эгоистичный. Его жестокость и невнимание к людям приводят к тому, что из-за него погибает медсестра Таня. Еременко находит для поступков своего героя внутреннее обоснование: Дроздовский мечтает о настоящем подвиге, и именно мальчишеское нетерпение мешает ему осознать свою ответственность перед товарищами. Романтизм юного лейтенанта актер показывает "от противного", стремясь утвердиться в качестве разнопланового исполнителя.
Такой же подход к раскрытию характера героя Еременко продемонстрировал в роли студента-филолога Николая Трубачевского (фильм "Исполнение желаний"). Человеческая неполноценность молодого ученого особенно ярко проявляется на фоне его научного достижения - расшифровки Х главы "Евгения Онегина". Честолюбие Трубачевского едва не приводит его к полному жизненному краху, но Еременко не стремится быть в этой роли назидательным. Он пытается понять, прочувствовать, как далеко могут завести человека тщеславие и неоправданные амбиции.
Хотел того Еременко или нет, но в этих ролях он внутренне "созрел" для того, чтобы сыграть Жюльена Сореля в четырехсерийном телефильме "Красное и черное", поставленном в 1976 году С.А. Герасимовым. Точно так же и сокурсницы Николая Николаевича, актрисы Наталья Белохвостикова и Наталья Бондарчук, оказались готовыми к тому, чтобы дать в этом фильме уже не ученическую, а профессиональную трактовку героям романа Стендаля. И все это, наряду с режиссурой Герасимова и актерской игрой признанных мастеров - Леонида Маркова, Вацлава Дворжецкого, Михаила Глузского, Леонида Оболенского, Глеба Стриженова, - нашло признание и у зрителей, и у критики.
Исполнение роли Жюльена Сореля стало для Еременко не только заметным профессиональным успехом, но и благодарностью ученика своему наставнику. В понимании и воплощении режиссерских задач Николай Николаевич проявил себя как идеальный исполнитель "герасимовской школы", наиболее полно усвоивший ее методологию. Изображая страстность, романтизм, жестокую внутреннюю борьбу своего героя, Еременко постоянно "держит в уме" социальную подоплеку его поведения, ни на йоту не отступая от реализма. Наивысшим достижением Еременко в этом фильме становится монолог Жюльена Сореля, произнесенный перед смертью в тюрьме, который актер проводит на одном дыхании.
После "Красного и черного" к Николаю Николаевичу пришла зрительская любовь, сопровождавшая его всю жизнь. Кого бы он ни играл, аудитория, покоренная его обаянием, воспринимала его героев как пример для подражания, как возможность для проявления в самых немыслимых обстоятельствах сильных чувств и стремления к чему-то прекрасному. Герои Еременко были именно героями - людьми действия, а не размышления - и потому вносили свежую струю даже в ставшие однотипными историко-революционные и военные фильмы независимо от того, на чьей стороне выступали. Это свойство актерского дарования Николая Николаевича ярко проявилось в таких картинах, как "Хождение по мукам" (1977, режиссер В.С. Ордынский), "Побег из тюрьмы" (1977, режиссер Р.Б.Василевский), "Трактир на Пятницкой" (1977, режиссер А.М.Файнциммер), "Мятежная баррикада" (1978, режиссер Ю.А.Швырев), "Шел четвертый год войны" (1983, режиссер Г.М.Николаенко), "Уполномочен революцией" (1987), "Троцкий" (1993, режиссер Л.Г.Марягин).
В каждой новой работе актер старался не давать режиссерам повода для эксплуатации своих внешних данных и избегал тиражирования найденных прежде приемов. Между тем огромный успех "Пиратов ХХ века" (1980, режиссер Б.В.Дуров) показал, что зрителей восхищает и то, как герой Еременко плавает, ныряет, дерется. Актер самостоятельно исполнил в этом боевике все трюки, с легкостью доказав, что может работать на уровне голливудской "звезды". Его Старший Механик - рыцарь без страха и упрека, принимающий рискованные решения и неизменно побеждающий в любых ситуациях - оказался полной противоположностью тем персонажам, которых актер играл в начале 1970-х, поскольку, помимо романтических воззрений, обладал и чувством ответственности за близких людей.
Успех "Пиратов ХХ века" огорчил актера, так как оставлял в тени его серьезные работы, и в то же время подтолкнул к дальнейшим поискам своего "я", к более полному раскрытию своих способностей. Свободу самораскрытия дали Николаю Николаевичу исторические фильмы, в которых он чувствовал себя так же уверенно, как Жан Маре или Жерар Филип во французском кино. "Юность Петра" и "В начале славных дел" (1980, режиссер С.А.Герасимов), "Эскадрон гусар летучих" (1980, режиссер С.И.Ростоцкий), "Лев Толстой" (1984, режиссер С.А.Герасимов), "Царская охота" (1990, режиссер В.В.Мельников), "Крестоносец" (1995, режиссер А.Иншаков), "Незнакомое оружие, или Крестоносец-2" (1997, режиссер И.В.Дыховичный), "Рыцарский роман" (2000, режиссер А.Иншаков) - все эти фильмы стали благодатным полем и для приложения актерского мастерства, и для блестящей реализации внешних данных.
Еременко не забывал расширять свой исполнительский диапазон, снимаясь в таких фильмах, как "Тридцать первое июня" (1978, режиссер Л.А. Квихинидзе), "В поисках капитана Гранта" (1985, режиссер С.С.Говорухин), "Гладиатор по найму" (1993, режиссер Д.Зайцев), "Маросейка, 12" (2000, серия "Мокрое дело"). А в 1995 году как режиссер снял картину "Сын за отца", в которой свою предпоследнюю роль сыграл Еременко-старший.
В фильме Л.А.Квихинидзе "Белые ночи" (1991) Еременко предложил сходную трактовку классического героя, в котором сочетаются несопоставимые качества: романтизм и расчетливость, открытость миру и знание оборотной стороны жизни. Это как раз то, что объединяет экранных персонажей актера, какими бы разными они ни были, и отличает его от них. Недаром в одном из последних интервью он сказал: "Я не прагматик и не романтик, я - реалист. Романтическим я бы не выжил 30 лет в кино. Это достаточно жесткий мир, где, как сказал один великий артист, романтики со смазливой мордочкой плохо заканчивают".
Николай Николаевич Еременко умер 27 мая 2001 года в Москве. Он был состоявшимся актером и человеком. Похоронен рядом с отцом, в Минске.
По итогам ежегодного опроса зрителей журналом "Советский экран" он был признан лучшим актером 1981 года - за участие в фильме "Пираты ХХ века". В 1980 году он стал лауреатом премии Ленинского комсомола, а в 1994 году удостоен звания Народного артиста России.

1969 — У озера
1971 — Крушение империи
1973 — Горячий снег
1973 — Возврата нет
1973 — Любить человека
1973 — Исполнение желаний
1974 — Соколово
1974 — Ливень
1975 — Семья Ивановых
1976 — Красное и чёрное
1977 — Хождение по мукам
1977 — Побег из тюрьмы
1978 — 31 июня
1978 — Трактир на Пятницкой
1978 — Мятежная баррикада
1979 — Я буду ждать
1979 — Вкус хлеба
1979 — Пираты XX века
1980 — Юность Петра
1980 — Эскадрон гусар летучих
1981 — Солнечный ветер
1981 — В начале славных дел
1983 — Шёл четвёртый год войны
1984 — Медный ангел
1984 — Лев Толстой
1985 — В поисках капитана Гранта
1986 — Личный интерес
1987 — Отступник
1987 — Уполномочен революцией
1988 — Будни и праздники Серафимы Глюкиной
1990 — Царская охота
1990 — Я объявляю вам войну
1991 — Холод
1992 — Восточный роман
1992 — Снайпер
1992 — Белые ночи
1993 — Гладиатор по найму
1993 — Троцкий
1993 — Не стреляйте в пассажира!
1994 — Притча про светлицу
1994 — Роман в русском стиле
1994 — Сделай мне больно
1995 — Крестоносец
1995 — Сын за отца
1998 — Тесты для настоящих мужчин
1998 — Незнакомое оружие, или Крестоносец 2
2000 — Маросейка, 12 (серия «Мокрое дело»)
2000 — Империя под ударом
2000 — Рыцарский роман
2001 — Подари мне лунный свет
2001 — Удар Лотоса
2002 — Бригада (премьера состоялась уже после смерти актёра)
Режиссёр кино
1995 — Сын за отца