Николай Васильев родился 28 марта 1958 года в Грачевском районе, Оренбургская область. Окончил Московский институт управления имени Серго Орджоникидзе. Позднее, получил дополнительное образование, успешно завершив курс обучения в Московской Высшей партийной школе при ЦК КПСС и аспирантуру Российской академии управления.
Трудовую деятельность, Васильев начал с работы на Долгопрудненском машиностроительном заводе. Избирался первым секретарем Мытищинского ГК ВЛКСМ, заведующим идеологическим, организационным отделом Мытищинского ГК КПСС.
Впоследствии, работал в Правительстве Московской области, где замещал должность помощника депутата Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации по работе в Московской области.
В период с 2007 по 2011 год, являлся депутатом Московской областной Думы. Входил в состав Комитета по статусу, регламенту и депутатской этике. Так же, занимал пост руководителя фракции Коммунистической партии Российской Федерации в Московской областной Думе.
С 2011 по 2016 год, являлся депутатом Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации шестого созыва.
Затем, 18 сентября 2016 года, Васильев Николай Иванович избран депутатом Московской областной Думы VI созыва. Занимает должность Руководителя фракции политической партии «КПРФ» и заместителя председателя Московской областной Думы.
Член Комитета по вопросам государственной власти и региональной безопасности.
Отмечен государственными наградами и знаками отличия.
Женат. Отец пятерых детей.