Родился 22 января 1972 г. в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург).
В 1994 г. окончил физический факультет Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова и курсы переподготовки в Академии народного хозяйства при правительстве РФ (ныне Российская академия народного хозяйства и государственной службы при президенте РФ) по специальности "финансовый менеджмент".
С 1994 по 1995 г. - и. о. генерального директора, генеральный директор АОЗТ "САПИ-Центр".
В 1995-1998 гг. - заместитель председателя правления коммерческого банка "Алмазэргиэнбанк" (Якутск).
В 1997-2004 гг. - депутат Государственного собрания (Ил тумэн) Республики Саха (Якутия) II и III созывов. В 1997 г. был избран в верхнюю палату Госсобрания Якутии II созыва по Оленекскому одномандатному округу. В парламенте входил в комиссию по правам человека, внешней и внутренней политике, межнациональным отношениям, по делам малочисленных народов, общественных объединений и политических партий. В декабре 2002 г. был избран депутатом Госсобрания III созыва по Богатыревскому избирательному округу (Якутск). Участвовал в выборах в качестве самовыдвиженца, набрал 41,51% голосов.
Одновременно в 1998-2004 гг. - председатель правления ОАО "Алмазэргиэнбанк".
В 2004-2007 гг. - министр финансов Республики Саха (Якутия).
В 2007–2011 гг. - руководитель администрации президента и правительства Якутии (глава республики с 2002 г. - Вячеслав Штыров, с 2010 г. - Егор Борисов).
В мае 2011 г. был назначен первым заместителем председателя правительства республики. Курировал вопросы развития АПК, туризма и предпринимательства, охраны природы, науки и инноваций.
В 2012-2018 гг. - мэр Якутска. Был избран главой города 4 марта 2012 г. Участвовал в выборах от партии "Единая Россия", набрал 47,73% голосов избирателей (второе место занял самовыдвиженец Владимир Федоров, 25,11%). 10 сентября 2017 г. Айсен Николаев был переизбран главой Якутска, получив в свою поддержку 68,41% голосов (баллотировался от "Единой России"). Его ближайший соперник, кандидат от КПРФ Радий Васильев, набрал 10,53%. Инаугурация состоялась 18 сентября 2017 г.
28 мая 2018 г. указом президента РФ Владимира Путина Айсен Николаев был назначен врио главы Республики Саха (Якутия). Сменил на этом посту Егора Борисова.
9 сентября 2018 г. избран главой Республики Саха (Якутия) на прямых досрочных выборах. Участвовал в них от партии "Единая Россия". Получил 71,40% голосов избирателей. Второе место занял вице-спикер Госсобрания республики Виктор Губарев от КПРФ (12,03%). 27 сентября того же года Айсен Николаев официально вступил в должность.
Секретарь, член президиума политсовета регионального отделения партии "Единая Россия" в Республике Саха (Якутия).
Награжден орденом Дружбы (2022). Имеет орден Святого благоверного великого князя Александра Невского III степени (2022).
Заслуженный работник народного хозяйства Республики Саха (Якутия), 2008 г.
Почетный гражданин Якутска (2022).