По окончанию школы поступил в Институт имени Петра Лесгафта в Санкт-Петербурге, обучение в котором закончил в июне 2009 года, защитив дипломную работу на тему «Психологическое состояние и активность мужчин и женщин, занимающихся боксом, на разных этапах подготовки». В субботу 27 июня 2009 года Губернатор Санкт-Петербурга Валентина Матвиенко наградила Николая Валуева статуэткой бронзового сфинкса и вручила диплом об окончании университета вместе с 78 лучшими выпускниками ВУЗов Санкт-Петербурга 2009 года. В 2010 году поступил в Московский государственный университет технологии и управления имени К.Г. Разумовского на факультет «Экономика и управление народным хозяйством».
Первая тренировка по боксу Николая Валуева прошла весной 1993 года. Первым тренером, а впоследствии менеджером и промоутером Николая стал Олег Шалаев. Его первый бой состоялся в Берлине. На ринг он вышел против американца Джона Мортона и победил. В Санкт-Петербурге 22 января 1999 года в бою против Алексея Осокина Николай завоевал титул чемпиона России среди профессионалов, который 15 декабря того же года защитил в бою против Алексея Варакина. В следующем году выиграл титул чемпиона РАВА в поединке с украинским боксером Юрием Елистратовым, стал чемпионом мира по версии Паназиатской боксерской ассоциации.
С 2000 года Николай Валуев перешел под руководство заслуженного тренера Армении Манвела Оганесовича Габриэляна. В 2004 году был подписан контракт с немецким промоутером Вильфридом Зауэрландом, который занимался организацией боев до окончания спортивной карьеры Николая. В этом же году Валуев завоевал титул межконтинентального чемпиона после встречи на ринге с Ричардом Банго. Впоследствии этот титул защищал четыре раза.
Одержав победу в своем 44-м бою, 17 декабря 2005 года Николай Валуев стал первым российским чемпионом мира среди профессионалов в супертяжелом весе по версии Всемирной боксерской ассоциации. В 2011 Николай Валуев заявил, что заканчивает спортивную карьеру. На ринге российский боксер провел 53 боя, в 50 из которых одержал победу. За выдающиеся физические данные - рост - 213 см и вес - 146 кг по данным на 16 февраля 2008 года - получил прозвища Русский гигант, Зверь с Востока и Никола Питерский.
Помимо спортивной деятельности именитый боксер снимался в кино и выпустил собственную книгу. Сыграл главную роль в картине «Каменная башка». Боксеру ничего не пришлось придумывать, потому что играл он самого себя. В Санкт-Петербурге 5 февраля 2007 года состоялась презентация книги Николая Валуева и известного спортивного журналиста Константина Осипова под названием «Мои 12 раундов».
С 2009 года Валуев возглавляет собственную школу бокса, филиалы которой работают в Санкт-Петербурге, а также занимается благотворительностью. С 13 сентября 2010 года в интернете был открыт новый сайт Фонда Николая Валуева. который был создан с целью популяризации регулярных занятий спортом среди молодежи и обеспечения возможности заниматься спортом детям разных социальных слоев.
В 2010 году вступил в партию «Единая Россия». В декабре 2011 года был избран депутатом Государственной Думы VI созыва по списку «Единой России». Вошел в Комитет по физической культуре, спорту и делам молодежи.
На выборах 18 сентября 2016 года Валуев Николай Сергеевич избран Депутатом Государственной Думы VII созыва в составе федерального списка кандидатов, выдвинутого Всероссийской политической партией «Единая Россия». Региональная группа № 21 - Брянская область, Калужская область, Смоленская область, Тульская область. Член фракции «Единая Россия». Первый заместитель председателя комитета ГД по экологии и охране окружающей среды.
Бывший чемпион мира по боксу Николай Валуев 17 сентября 2019 года получил сертификат Книги рекордов России как «Самый высокий обладатель мирового титула в боксе».
Николай Валуев 18 сентября 2019 года запустил на радио «Комсомольская правда» авторскую программу про спорт. Соведущей бывшего боксера и депутата Государственной думы стала ведущая Матч ТВ Дарья Миронова.
19 сентября 2021 года был избран депутатом Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации VIII созыва. Первый заместитель председателя Комитета Государственной Думы по туризму и развитию туристической инфраструктуры.
2001 - Городок, выпуск № 89
2003 - Игра без правил - камео
2006 - 7 гномов: И целого леса мало
2008 - Каменная башка - Егор Головин, «Каменная Башка»
2009 - Путь - заключенный по кличке «Зверь»
2009 - Схватка без правил - Николай Валов
2011 - Старинные часы - камео
2012 - Воронины - камео
2013 - Прорвать блокаду (Документальное кино) - ведущий
2014 - Подарок с характером - Мужчина в аэропорту
Радио
С мая 2012 года ведет передачу на «Радио Спорт».
Телевидение
В 2011-2012 годах в качестве ведущего принял участие в съёмках сезона программы «Неизведанный Кузбасс» на телеканале «Мой Город» (г. Кемерово). Снято несколько выпусков, в ходе которых Валуев знакомил зрителей с природой и особенностями Кемеровской области, в частности посещал Горную Шорию, водил автомобиль БелАз по карьеру и искал вместе с журналистами в горах Йети.
С 16 февраля по 21 апреля 2013 года - ведущий игры «Форт Боярд» на Первом канале.
В августе 2016 года стал новым ведущим программы «Спокойной ночи, малыши!».
С 1 сентября по 30 декабря 2018 года - ведущий программы «Всех вылечим» на 78. С 22 сентября 2018 по 24 марта 2019 года - автор и ведущий программы «Сила духа» на телеканале «Спас».
Медаль ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени (29 июня 2018) - за заслуги в укреплении российской государственности, развитии парламентаризма и активную законотворческую деятельность
Жена - Галина Борисовна Валуева (в дев. Димитрова, род. 26 июля 1977).
Сын - Григорий Валуев (род. 26 февраля 2002).
Дочь - Ирина (род. 2 марта 2007 года).
Сын - Сергей Валуев (род. 30 июля 2012 года).