Еременко Николай родился 14 февраля 1949 года в городе Витебск, Беларусь. Его отец, Николай Еременко был народным артистом СССР, а мать — народная артистка Белоруссии Галина Орлова. В 1967 Николай Еременко-младший поступил во ВГИК на курс Сергея Герасимова и Тамары Макаровой. Дипломной работой Еременко стала роль Жюльена Сореля в постановке Сергея Герасимова по роману Стендаля «Красное и черное».
В 1971 году Еременко стал актером Театра-студии киноактера, а с 1976 — актером студии имени Горького. В кино Еременко дебютировал ролью Алеши в фильме Сергея Герасимова «У озера» , затем сыграл в другом фильме Герасимова — «Любить человека». Позднее он достаточно активно снимался в ряде других фильмов, а первый значительный успех к актеру пришел после экранизации романа Стендаля «Красное и черное». Заметными явлениями советского кинематографа стали фильмы с участием Еременко — «Хождение по мукам», «Трактир на Пятницкой», «Тридцать первое июня».
Одной из самых известных актерских работ Еременко стала роль старшего механика, сыгранная им в фильме «Пираты ХХ века». Успех этого фильма сделал Еременко, одной из культовых фигур советского кино и секс-символом эпохи, в которой эти термины еще не употреблялись. И в последние годы советского периода, и после распада СССР Николай Еременко-младший остался востребованным и продолжал активно работать в кино.
В 1995 году он дебютировал как кинорежиссер, сняв картину «Сын за отца», в которой свою предпоследнюю роль сыграл Николай Еременко-старший.
После смерти отца 1 июля 2000 года, Еременко на общественных началах стал работать в посольстве Белоруссии в Москве советником по культуре, отчасти унаследовав место Еременко-старшего, который был в Белоруссии не только популярным актером, но и авторитетным общественным деятелем.
Николай Еременко-младший скончался от инсульта 27 мая 2001 года в Москве. Похоронен в Минске на Московском кладбище рядом с отцом.
