Николай Орнатский родом из Санкт-Петербурга, сын священника Философа Орнатского.
Получил первоначальное образование в 10-й Санкт-Петербургской гимназии, поступил в Императорскую военно-медицинскую академию. Во время учебы в академии вступил в Общество распространения религиозно-нравственного просвещения, возглавляемое отцом, и принял деятельное участие в создании церковно-народного хора при храме преподобного Серафима Саровского на станции Графская.
В 1910 году, будучи 24 лет, окончил академию. В 1911 году был определен на службу младшим врачом в 197-й пехотный Лесной полк. В том же году он был прикомандирован к Свеаборгскому лазарету для научно-практического усовершенствования. С 1911 по 1914 год он служил врачом в составе 199‑го пехотного Кронштадтского полка.
В 1913 году женился, в семье родились две дочери.
С 1914 года принимал участие в военных действиях в составе 6-й Автомобильной роты 9-й армии и был награжден тремя орденами. После окончания Мировой войны он вернулся домой, занялся частной врачебной практикой и пел в храме в церковном хоре.
В августе 1918 года был арестован и расстрелян вместе со своим отцом протоиереем Философом и братьями Борисом и Владимиром.
