Николай Караченцов родился в Москве в 1944 году, его отец был художником-графиком в журнале «Огонек», мать — балетмейстером, участвовавшим в постановке спектаклей Большого театра, Казанского музыкального театра и др. Сам Николай впервые вышел на сцену еще во время учебы в школе, когда занимался в студии самодеятельности. В 1967 году он окончил Школу-студию МХАТ и по распределению попал в «Ленком». Караченцов сыграл на сцене множество ролей. Одни из самых известных — граф Резанов в рок-опере «Юнона и Авось» (в этом образе он выходил на сцену больше 20 лет) и двойная роль в спектакле «Звезда и смерть Хоакина Мурьеты» (Предводитель Рейнджеров и Образ Смерти). «Несмотря на то что я в кино сыграл много ролей, порядка ста, и есть картины, которыми я горжусь, есть хорошие картины… Но тем не менее кинематограф пока еще все-таки, наверное, не предложил мне роли, равной по масштабу, скажем, такой роли, как Тиль (в спектакле «Ленкома» «Тиль». — РБК), или такой роли, как граф Резанов», — позднее рассказывал актер в одном из интервью.

На счету Николая Караченцова более 100 фильмов, в том числе «Человек с бульвара Капуцинов», «Собака на сене», «Белые росы» и др. Первую свою роль — в мини-сериале «Штрихи к портрету» — он сыграл в 1967 году. Но фильм вышел только спустя 20 лет. Поэтому первым появлением актера на экране стала роль в фильме «И снова май!» (1968). «Когда я начинал сниматься в кино, я соглашался на все. Просто я прекрасно понимал, что мы заканчиваем институт зеленые, неопытные, ни хрена не умеющие. И поэтому я набивал руку в профессии», — рассказывал Караченцов в интервью. Караченцов часто сам становился исполнителем песен. Не только в кино, но и на сцене. Кроме того, он обучал молодых артистов танцам в созданной им Школе искусств Николая Караченцова. «Я когда-то поставил себе неосуществимую цель — научиться в профессии делать все и расширить свой диапазон до 180 градусов. Я знаю, что у меня это не получится, но я к этому буду стремиться до той секунды, покуда не помру. И поэтому я даже рад иногда тому, что киношники, они довольно узко иногда там все смотрят. Вот кто-то увидел «Старшего сына» — и вот мне дают такие роли. А кто-то посмотрел «Собаку на сене» — и пошли совсем другие, гротесковые, комедийные», — рассказывал актер в интервью

Николай Караченцов был женат на актрисе Людмиле Поргиной. У пары есть сын Андрей. В 2005 году Николай Караченцов попал в автомобильную аварию на Мичуринском проспекте в Москве. Он получил черепно-мозговую травму, около месяца провел в коме. После этого артист прошел долгую процедуру восстановления, ему пришлось заново учиться говорить и ходить. В 2017 году у Караченцова диагностировали рак легких. Он умер спустя год.