Родился в городе Ясиноватая на Украине. В 1934 окончил музыкально - драматический рабфак в Макеевке, где работал конструктором на металлургическом заводе. В 1934-1935 учился в Киевском драматическом техникуме при Музыкально - драматическом институте им. Н. Лысенко,в 1935-1936 — в училище при МХТ-II, в 1936-1937 — в театральной школе при ЦТКА. Окончил Театральное училище им. Б. Щукина (1940). С 1940 — актер Академического театра им. Евг. Вахтангова.
Среди лучших ролей Николая Гриценко на сцене театра: Молоков - "На золотом дне" Д.Мамина-Сибиряка (1955 г.), Жонваль - "Шестой этаж" (1956 г.), князь Мышкин - "Идиот" Ф.Достоевского (1958 г.), Платонов - "Пьеса без названия" А.Чехова (1960 г.), Протасов - "Живой труп" Л.Толстого (1962 г.), Бригелла - "Принцесса Турандот" К.Гоцци (1963 г.), Мамаев - "На всякого мудреца довольно простоты" А.Островского (1968 г.).
Николай Гриценко много снимался в кино. Среди его самых известных работ: Рощин в трилогии "Хождение по мукам" Г.Рошаля, Каренин - "Анна Каренина" А.Зархи, немецкий генерал в телевизионном сериале "Семнадцать мгновений весны" Т.Лиозновой.
Лауреат Гос. премии СССР (1951 — за участие в фильме «Кавалер Золотой Звезды»).
Лауреат Гос. премии РСФСР им. К. С. Станиславского (За исполнение роли Мамаева в спектакле "На всякого мудреца довольно простоты").
Народный артист СССР.
ФИЛЬМОГРАФИЯ:
1942 МАШЕНЬКА {купить DVD}{купить VHS} 1950 КАВАЛЕР ЗОЛОТОЙ ЗВЕЗДЫ {купить DVD}{купить VHS} 1951 ПРОЩАЙ, АМЕРИКА! 1951 НОЧЬ ПЕРЕД РОЖДЕСТВОМ {купить VHS} 1953 ВИХРИ ВРАЖДЕБНЫЕ 1953 СУДЬБА МАРИНЫ {купить DVD} 1954 БОЛЬШАЯ СЕМЬЯ {купить DVD}{купить VHS} 1954 ШВЕДСКАЯ СПИЧКА {купить VHS} 1955 ДОРОГА 1957 СЕСТРЫ 1958 ВОСЕМНАДЦАТЫЙ ГОД 1959 ХМУРОЕ УТРО 1961 БАРЬЕР НЕИЗВЕСТНОСТИ 1961 ВОЛЬНЫЙ ВЕТЕР {купить VHS} 1963 ПОНЕДЕЛЬНИК — ДЕНЬ ТЯЖЕЛЫЙ 1963 РУССКИЙ ЛЕС 1964 МАТЬ И МАЧЕХА {купить VHS} 1965 ЧЕЛОВЕК БЕЗ ПАСПОРТА 1966 ДВА ГОДА НАД ПРОПАСТЬЮ 1967 АННА КАРЕНИНА {купить DVD}{купить VHS}{купить VHS} 1967 МЕСТА ТУТ ТИХИЕ 1968 ЖУРАВУШКА {купить DVD}{купить VHS} 1969 АДЪЮТАНТ ЕГО ПРЕВОСХОДИТЕЛЬСТВА {купить DVD}{купить VHS} 1969 НЕРВЫ (киноальманах «Семейное счастье») 1969 РАЗВЯЗКА 1970 СЧАСТЬЕ АННЫ 1971 НА ВСЯКОГО МУДРЕЦА ДОВОЛЬНО ПРОСТОТЫ 1973 ДОКЕР 1973 ЗЕМЛЯ САННИКОВА {купить VHS} 1973 СЕМНАДЦАТЬ МГНОВЕНИЙ ВЕСНЫ {купить VHS} 1973 ТАЛАНТЫ И ПОКЛОННИКИ 1973 ЧЕЛОВЕК В ШТАТСКОМ 1973 ЧЕРНЫЙ ПРИНЦ {купить DVD} 1976 ДВА КАПИТАНА {купить DVD}{купить DVD}{купить VHS}{купить VHS} 1976 ЖИЗНЬ И СМЕРТЬ ФЕРДИНАНДА ЛЮСА 1976 ПРЕСТУПЛЕНИЕ («Нетерпимость», фильм 1) 1976 ПРЕСТУПЛЕНИЕ («Обман», фильм 2) 1976 СТАЖЕР 1977 ВРАГИ 1978 МЯТЕЖНАЯ БАРРИКАДА 1978 ОТЕЦ СЕРГИЙ {купить VHS}{купить VHS} 1978 ССЫЛЬНЫЙ 011