Николай родился 27 октября 1944 года в Москве в творческой семье. Его родители также были видными деятелями в области искусства. Его отец был выдающимся художником Советского Союза, работавшим в журнале «Огонек».
Его мать была выдающейся личностью в области театра, она ставила спектакли на московских сценах и развивала театральное искусство за рубежом — в Монголии, Вьетнаме, Сирии и Англии.
Неудивительно, что их сын унаследовал любовь родителей к творчеству. Он активно участвовал в школьных спектаклях.
В 1963 г. начал учиться во МХАТе, который окончил в 1967 г. По распределению перешел в театр «Ленком», которому посвятил всю свою жизнь.
В театре Николай стал настоящей звездой, его стали называть универсалом: акробатом, мимом и певцом. Такая характеристика его творчества возникла после постановки пьесы «Тиль» в 1974 году, в которой он сыграл роль Тиля — смутьяна и шутника. Советская молодежь 1970-х годов обязательно ассоциировала образ актера с этой ролью.
В 1981 году он сыграл свою самую известную роль — графа Резанова в рок-опере «Юнона и Авось». Для этого проекта ему пришлось некоторое время поработать над своим вокалом. Опера имела такой успех, что в 1983 году было организовано мировое турне. Постановка была показана во Франции, Нидерландах и США.
Дебютировал как актер в конце 1960-х гг. Его первой значительной работой стала психологическая драма «Старший сын» в 1975 году. Кроме Караченцовой, в фильме снялись Евгений Леонов и Михаил Боярский.
В нем рассказывается история молодого человека Владимира Бусыгина в исполнении Николая Караченцова, который оказывается в незнакомой местности и, постучавшись в один из домов с просьбой о ночлеге, называет себя внебрачным сыном хозяина дома Андрея Сарафанова в исполнении Евгения Леонова.
Андрей поверил в эти слова, ведь в юности, как он сам признается, у него были мимолетные романы. Сюжет фильма очень оригинален и до сих пор волнует сердца зрителей.
В 1977 году вышел музыкальный фильм «Собака на сене», в котором Николай сыграл роль маркиза Рикардо, жениха графини. В фильме также снялись Михаил Боярский и Маргарита Терехова.
В популярном трехсерийном фильме «Приключения Электроника» он сыграл роль гангстера Урри, задачей которого было поймать Электроника.
В 1987 году вместе с Андреем Мироновым и Михаилом Боярским он снялся в фильме «Человек с бульвара Капуцинов». В отечественном вестерне ему досталась роль ковбоя Билли Кинга — друга главного героя Джонни Феста, которого сыграл Андрей Миронов, показывающего хорошее кино завсегдатаям бара.
На счету Николая Караченцова 124 актерские роли. Еще он принял участие в 11 фильмах в качестве актера дубляжа.
Его единственной женой была Людмила Поргина, с которой они прожили вместе 43 года. От этого брака родился его единственный сын Андрей, который «подарил» своим родителям трех внуков.
В 2005 году актер попал в серьезную дорожную аварию, которая угрожала его жизни. Актер превысил скорость на своем автомобиле и перевернулся возле железнодорожного переезда. Тяжелые травмы головы лишили его возможности активно двигаться и внятно говорить. Годы лечения в лучших клиниках мира не дали практически никаких результатов.
Актер умер в 2018 году от почечной недостаточности в одной из больниц Москвы.
