Родился 15 мая 1958 г. в дер. Домашово Брянского района Брянской области.
В 1986 г. окончил Всесоюзный сельскохозяйственный институт заочного образования (в настоящее время - Российский государственный аграрный заочный университет) по специальности "инженер-механик", в 2003 г. — Российскую академию государственной службы при президенте РФ.
Кандидат экономических наук. В 1999 г. защитил диссертацию на тему "Организационно-экономические факторы роста эффективности птицеводства в условиях рынка".
Трудовую деятельность начал в 1977 г. в совхозе "Домашовский" Брянской области, где работал слесарем, автомехаником, заведующим мастерскими.
В 1980 г., в возрасте 22 лет, был избран председателем Домашовского сельского совета Брянского района.
В 1991 г. назначен директором совхоза "Домашовский", в котором проработал до 1992 г.
1992–2003 гг. — генеральный директор птицефабрики "Снежка".
В 1996 и 2000 гг. избирался депутатом Брянской областной думы второго и третьего созывов.
В декабре 1999 г. баллотировался в депутаты Государственной думы Федерального собрания РФ третьего созыва по Брянскому одномандатному избирательному округу; набрал 17,73% голосов.
Весной 2000 г. во время избирательной кампании по выборам президента РФ принимал участие в работе штаба в поддержку Владимира Путина.
10 декабря 2000 г. участвовал в выборах главы администрации Брянской области и занял второе место (21,09%), проиграв действующему главе областной администрации Юрию Лодкину (29,39%).
С декабря 2003 г. по декабрь 2004 г. был депутатом Государственной думы РФ четвертого созыва по Брянскому одномандатному избирательному округу (получил 31,95% голосов избирателей). Являлся членом фракции "Единая Россия", членом комитета Госдумы по аграрным вопросам. В 2005 г. полномочия были прекращены досрочно.
19 декабря 2004 г. избран губернатором Брянской области (в первом туре 5 декабря получил 44,75% голосов, во втором - 77,83%). 18 октября 2007 г. его кандидатура была утверждена Брянской областной думой по представлению президента РФ. 14 октября 2012 г. переизбран на новый срок (65,22% голосов), инаугурация состоялась 21 октября. С марта 2013 г. — председатель правительства Брянской области.
В октябре 2007 г. возглавлял региональный список кандидатов от партии "Единая Россия" в Брянской области на выборах в Госдуму РФ пятого созыва. После победы партии на выборах в декабре того же года отказался от депутатского мандата.
В сентябре 2012 г. зарегистрирован кандидатом от партии "Единая Россия" на выборах губернатора Брянской области. Был снят с выборов решением областного суда из-за предоставления недействительных подписей в свою поддержку. 11 октября того же года Верховный суд РФ отменил решение Брянского областного суда. По итогам выборов 14 октября 2012 г. был переизбран на посту губернатора, набрав 65,22% голосов. За его единственного соперника, депутата Госдумы РФ от КПРФ Вадима Потомского проголосовали 30,83%.
9 сентября 2014 г. Владимир Путин отправил в отставку главу Николая Денина "в связи с утратой доверия" и назначил врио губернатора области депутата Госдумы РФ Александра Богомаза.
21 мая 2015 г. экс-губернатору Брянской области было предъявлено обвинение в злоупотреблении полномочиями (ч.2 ст.285 УК РФ "злоупотребление должностными полномочиями лицом, занимающим государственную должность субъекта РФ"). Бывший губернатор был обвинен в незаконном выделении из резервного фонда Брянской области более 21,8 млн руб. подконтрольной его семье птицефабрике "Снежка". 19 ноября 2015 г. приговорен к четырем годам лишения свободы с отбыванием наказания в колонии общего режима, заключен под стражу в зале суда. В конце апреля 2018 г. вышел на свободу по условно-досрочному освобождению.
Входил в Высший совет Всероссийской партии "Единая Россия" (до февраля 2016 г.).
Награжден орденами "Знак Почета", Почета, Дружбы.