Николай Мезенцев — сын псаломщика, родился 8 сентября 1862 или 1863 года в селе Красная Слободка Трубчевского уезда Орловской губернии. Мать умерла, когда ему было пять лет, а отец — когда ему исполнилось двенадцать. Как круглый сирота, имевший родителей из церковного клира, духовное образование он получил за казенный счет: 20 июня 1885 года окончил Орловскую духовную семинарию, а 15 июля 1886 года поступил в Санкт-Петербургскую придворную капеллу, которую окончил в 1890 году с аттестатом регента.
В 1891 году назначен преподавателем церковного пения в Таврическую духовную семинарию. Увлечение музыкой помогло Николаю Мезенцеву сблизиться с семьей известного в Крыму протоиерея Михаила Маркова, и вскоре он женился на его дочери Елизавете. У них родилось четверо детей.
16 января 1892 года был рукоположен во священника епископом Таврическим и Симферопольским Мартинианом (Муратовским). Был назначен духовником семинарии. По благословению архиерея о. Николай занимался разработкой вопроса об устройстве в Таврической епархии вдовьего дома, состоял членом ревизионной комиссии по ревизии благочиннических и монастырских книг, законоучителем женской воскресной школы. Музыкальный талант и соответствующая подготовка помогли ему устроить курсы церковного пения для учителей и учительниц церковноприходских школ. Все это он делал безвозмездно.
В 1903 году был переведен в храм Рождества Богородицы при больнице Таранова-Белозерова в Симферополе и назначен законоучителем женской гимназии.
Был возведен в сан протоиерея.
С 1910 г. — казначей Таврического епархиального попечительства о бедных духовного звания. В Симферополе отец Николай встретил революцию и захват власти большевиками, правление генерала Врангеля, последние бои между белыми и красными и уход Добровольческой армии из Крыма.
Сын о. Николая Сергей был офицером Добровольческой армии, но после эвакуации войск он остался с группой офицеров в Симферополе. Отец Николай помог им спрятаться у духовной дочери на чердаке. После ухода Белой армии начались массовые аресты оставшихся в Крыму офицеров и бессудные расправы над ними. Беглецы решили пробираться в Севастополь, к морю. Вскоре по прибытии в Севастополь все они были арестованы и расстреляны. Наверное, поэтому о. Николай 4 декабря 1920 года подвергся аресту особым отделом 4-й армии и в начале января 1921 г. был отпущен.
3 августа 1921 года он был арестован по доносу, обвинялся в том, что «агитировал в проповедях против Советской власти».
В марте 1922 года повсеместно по всей России началось изъятие церковных ценностей из храмов. Во многих случаях оно проходило при столкновении членов советских комиссий с церковными людьми. Не миновало это и храм Рождества Богородицы. Во время изъятия одна из женщин ударила в набат, храм быстро наполнился народом, но это не помешало комиссии довершить изъятие. Священник, псаломщик и женщина, звонившая в колокол, были арестованы.
С 5 ноября по 1 декабря 1922 года в Симферополе был организован открытый судебный процесс, на котором в качестве подсудимых оказались архиепископ Таврический и Симферопольский Никодим (Кротков) и почти все духовенство епархии. Среди других по групповому делу «Дело крымского духовенства во главе с архиепископом Никодимом (Кротковым) по изъятию церковных ценностей, 1922 г.» был привлечен к ответственности и отец Николай Мезенцев. Он обвинялся в «сопротивлении изъятию церковных ценностей; расхищении и сокрытии их; небрежном хранении; симуляции кражи ценностей; ведении пассивной обороны против изъятия». Виновным себя не признал.
1 декабря 1922 года был приговорен к трем годам заключения и отправлен в тюрьму в Нижний Новгород. Через девять месяцев все осужденные по этому делу были досрочно освобождены.
Вернувшись в Симферополь, отец Николай стал служить в Петропавловском соборе. Вскоре Петропавловский собор захватили обновленцы, и он перешел служить в Свято-Троицкий греческий храм в Симферополе.
В 1933 году был арестован по обвинению в том, что будто бы утаил ценности, принадлежавшие Петропавловскому собору. Несколько месяцев священник провел в тюрьме под следствием и был приговорен к штрафу 640 рублей.
В феврале 1933 года Свято-Троицкий храм был закрыт и его начали перестраивать под интернат для детей. Но община всеми возможными средствами решила бороться, отстаивая свои права. Поскольку среди прихожан было много греческих подданных, то они обратились в Греческую миссию в Москве, в чем им деятельно помог отец Николай, составляя прошения в официальные учреждения и советуя, как в тех или иных случаях поступить. Власти в этот раз уступили, в 1934 году Свято-Троицкий храм вновь был открыт. Настоятелем его был поставлен священник-грек, которому было тогда восемьдесят пять лет, и хотя он еще мог совершать литургию, но по немощи с церковного двора уже никуда не выходил. Протоиерей Николай был назначен помощником престарелому священнику, он исполнял требы, служил, читал и пел на клиросе. В 1934 году власти запретили о. Николаю служить, он вынужден был уйти в за штат, но продолжал помогать престарелому настоятелю.
15 декабря 1937 года протоиерей Николай был арестован по обвинению в том, что «после закрытия храма принимал активное участие в его возвращении и тем возбуждал население против Соввласти» и, «будучи в курсе деятельности контрреволюционной греческой националистической организации, скрывал это от советской власти». В тот же день была арестована и вся церковная двадцатка. Всех их обвинили в контрреволюционной деятельности за связь с греческим консульством в Москве.
О. Николая снова обвинили в сокрытии церковных ценностей; в том, что он помогал сыну, белому офицеру, скрываться от Советской власти. На допросах о. Николай ни разу не дрогнул, не поддался давлению следователя, в своих ответах был мужественен и лаконичен. Ни угрозы и рукоприкладство, ни возраст и болезни его не сломили. Священник виновным себя не признал и на этот раз. Были вызваны два лжесвидетеля — один был сокамерником священника, а другой членом церковной двадцатки. Они и подписали протоколы с показаниями, необходимыми для осуждения священника.
14 февраля 1938 года тройка при НКВД Крымской АССР приговорила протоиерея Николая к расстрелу, приговор был приведен в исполнение в Симферополе. Вместе с ним расстреляли пятерых членов церковной общины греческой церкви.
