Николай Виноградов происходил из духовного звания, родился в городе Клин Московской губернии. В 1896 году, будучи 23 лет, окончил Московскую духовную семинарию по второму разряду. Затем до 1898 года преподавал в церковно-приходской школе села Прохорово Подольского уезда. Женился. В семье родилось трое детей, в родах младшей дочери жена о. Николая умерла.
В ноябре 1898 года отец Николай открыл в селе Данилово школу грамоты, где и преподавал сам безвозмездно. В 1901 году школа была преобразована в церковно-приходскую, и отец Николай был ее бессменным заведующим и законоучителем до 1918 года. Кроме того, в 1908-1911 годы отец Николай состоял заведующим Воскресенской церковно-приходской школой, которая располагалась близ села Растуново, и преподавал детям Закон Божий в земской школе самого села Растуново с 1909 по 1917 год.
В 1915 году отец Николай был назначен помощником благочинного шестого округа Подольского уезда, а в 1916 году — благочинным того же округа, и это послушание проходил до 1917 года, а в 1919-1920 годах по назначению епархиального начальства временно заведовал благочинием. В 1920 году был избран собранием духовенства и мирян в совет благочиния и нес это послушание до 1923 года, когда был назначен духовником шестого благочиннического округа.
Как и все священнослужители того времени, отец Николай был лишен избирательных прав, а в феврале 1930 года раскулачен. Поскольку никакого имущества у него уже не было, его просто выгнали из дома, и после этого он жил в доме одного из своих прихожан.
В декабре 1929 года отец Николай понял, что власти хотят закрыть церковь, поэтому на престольный праздник — день памяти святителя Николая, архиепископа Мир Ликийских — он обратился к верующим с проповедью, в которой сказал: «Настали тяжелые времена, без нашего согласия закрывают церкви». Прихожане решили бороться за свой храм. 10 марта состоялось общее собрание, на котором верующие пытались протестовать против закрытия храма. Но 17 марта сельсовет на своем собрании постановил: просить удалить духовенство (то есть отца Николая) из «данной местности».
Этим вопросом занялось ОГПУ. Были допрошены председатель сельсовета, заместитель председателя колхоза и другие лжесвидетели, которые дали необходимые показания об антисоветской деятельности священника.
В середине марта 1930 года был допрошен и отец Николай. Следователь интересовался церковными серебряными сосудами, найденными у священника во время описи имущества в конце января 1930 года. Отец Николай показал, что в августе 1926 года знакомый священник, отец Николай Калугин, при переезде с места на место оставил у него на хранение узелок с вещами. Причем он даже не знал, что в нем находится. Узелок он положил на божницу, «где он и пролежал до того момента, пока ко мне не пришли с описью имущества».
22 марта 1930 года отец Николай был арестован в административном отделе Михневского районного исполнительного комитета и 24 марта допрошен повторно. На этом допросе священник полностью подтвердил свои предыдущие показания и заметил, что «какой-либо антисоветской агитации я не вел». В этот же день уполномоченный ОГПУ постановил избрать мерой пресечения — содержание под стражей в Серпуховском исправтруддоме. 19 апреля было сформулировано обвинительное заключение, в котором предъявлялось обвинение в антисоветской агитации, и 25 апреля 1930 года тройка ОГПУ приговорила священника Николая Виноградова к высылке в Северный край сроком на три года.
Еще не старый священник не выдержал тяжелых условий северной ссылки. Он скончался 17 ноября 1931 года в Емецком районе Архангельской области и был погребен в безвестной могиле.