Родился 17 января 1960 г. в г. Холмске (Сахалинская обл.) в семье Юрия Ивановича (1935-1981) и Светланы Митрофановны (род. 1938) Николаевых. Его отец был поэтом и журналистом. Мать работала бухгалтером.
В 1974 г. Игорь Николаев окончил музыкальную школу по классу скрипки и поступил в Сахалинское музыкальное училище (ныне - Сахалинский колледж искусств, г. Южно-Сахалинск) по классу теории музыки. В 1975 г. переехал в столицу, где продолжил учебу в Музыкальном училище при Московской государственной консерватории им. П. И. Чайковского. В 1980 г. окончил эстрадное отделение Московского государственного института культуры (класс композитора Игоря Бриля).
В 1980-1986 гг. Игорь Николаев работал клавишником и аранжировщиком в ансамбле Аллы Пугачевой "Рецитал". В 1983 г. Пугачева исполнила первые песни, написанные для нее Николаевым: "Айсберг" (стихи Лидии Козловой) и "Расскажите, птицы". В 1985 г. на телевизионном конкурсе "Песня года" состоялись премьеры песен Игоря Николаева "Паромщик" (стихи Николая Зиновьева) в исполнении Аллы Пугачевой и "Комарово" в исполнении Игоря Скляра. Обе композиции получили широкую популярность.
В дальнейшем песни Игоря Николаева исполняли известные российские артисты: Ирина Аллегрова ("Суженый мой", "Не улетай, любовь", "Странник", "Младший лейтенант"), Наташа Королева ("Желтые тюльпаны", "Подсолнухи", "Маленькая страна") и др.
С 1986 г. по н. в. Игорь Николаев выступает как сольный исполнитель. Его первой песней стала "Мельница" (стихи Павла Жагуна), в 1987 г. он выпустил одноименный музыкальный альбом. В общей сложности дискография Игоря Николаева насчитывает более десяти студийных альбомов. Последний к настоящему времени - "Линия жизни" - вышел в 2014 г.
Среди наиболее популярных песен: "Незнакомка", "Пять причин", "Выпьем за любовь", "Прости и отпусти", "Поздравляю". Широко известны песни "Дельфин и русалка" и "Такси, такси", которые Игорь Николаев исполнял в дуэте с Наташей Королевой.
В 2004 г. Игорь Николаев участвовал в проекте Первого канала "Фабрика звезд - 4" в качестве педагога, стал продюсером одного из его участников - Антона Зацепина.
В феврале 2014 г. на стадионе "Фишт" в ходе закрытия XXII зимней Олимпиады (Сочи, Краснодарский край) оперная певица Хибла Герзмава исполнила песню на стихи Игоря Николаева и музыку Игоря Крутого "Олимпийский вальс".
Заслуженный деятель искусств РФ (2001). Народный артист России (2019).
Обладатель музыкальной премии "Золотой граммофон" (2001) и премии Муз-ТВ в почетной номинации "За вклад в развитие музыкальной индустрии" (2014).
Женат третьим браком. Супруга - певица Юлия Проскурякова. Дочь - Вероника (род. 2015). Первой женой была одноклассница Елена Кудряшева. От брака с ней - дочь Юлия (род. 1978). Вторая супруга - заслуженная артистка РФ певица Наташа Королева.