Николай Сергеевич родился 15 декабря 1921 года в Москве. Его отец работал кассиром в театре «Эрмитаж», что позволило мальчику с детства знать фамилии всех актеров и весь репертуар театра. Мечтая о сцене, Николай не проявлял большой интерес к учебе и после окончания 9 класса в 1939 году его исключили из школы за прогулы. Не раздумывая, он поступил в театральную студию, где преподавали Хмелев и Эфрос, и продолжал учиться в вечерней школе. В 1940 году он стал актером ТЮЗа, но его жизнь изменилась, когда его призвали на военную службу в апреле 1941 года, и вскоре после этого он оказался на фронте.
На фронте Николай служил в 45-м стрелковом полку в роли пулеметчика. Однако в августе 1941 года, в ходе боя под Винницей, он был контужен и ранен осколком снаряда. Во время эвакуации в Умань, госпиталь, в котором он находился, был захвачен немцами, но ему удалось бежать. Встреча с людьми, которых он принял за партизан, привела к его плену, так как они предали его немецким войскам. Николая отправили в Австрию.
Его жизнь в плену включала три неудачных попытки бегства и шесть концентрационных лагерей. Последний из них был лагерем Ламсдорф, откуда его освободила Красная Армия. После освобождения его подвергли допросам и допросы. Николай рассказывал правду, но допросы продолжались. Он предпочел уехать из Москвы в День Победы и наслаждаться тишиной в одиночестве.
По возвращении домой Николай продолжил актерскую карьеру и стал играть в ТЮЗе. Затем он поступил в Школу-студию МХАТ, где был однокурсником Алексея Баталова и стал хорошим другом Николая Добронравова. Ему пришлось учиться, как правильно владеть столовыми приборами, садиться в машину и ухаживать за дамой после военного опыта на фронте и в лагерях. Его карьера в театре Моссовета длилась до 70 лет.
В кино Николай Сергеевич также добился успеха. Его дебютом стала роль полковника Синицына в фильме «Нормандия-Неман» в 1959 году. Он сыграл в 59 фильмах, включая «Евдокию», где его партнершей была Людмила Хитяева. Несмотря на слухи о романе, они оставались только партнерами на экране. Николай Сергеевич ушел со сцены, когда почувствовал, что его пребывание в театре мешает развитию и решил уйти.
Николай Сергеевич Лебедев скончался 21 августа 2022 года на 101-м году жизни, в Москве. Церемония прощания прошла в театре Моссовета 24 августа. Похоронен на Ваганьковском кладбище в Москве (16 участок).