Николай Караченцов родился 27 октября 1944 года в Москве. Отец — Пётр Яковлевич (1907—1998) — много лет проработал в журнале «Огонек» художником-графиком. Мать — Янина Евгеньевна Бруна?к (1913—1998), балетмейстер-постановщик, ставила спектакли в крупнейших музыкальных театрах.
В 1967 году Николай окончил Школу-студию МХАТ (курс В. К. Монюкова) и пришёл в Московский театр имени Ленинского комсомола (с 1991 года — «Ленком»). На сцене этого театра Николай Караченцов сыграл в таких известных спектаклях, как «Звезда и смерть Хоакина Мурьеты», «Чешское фото», «…sorry», «Шут Балакирев». Огромную популярность актёр снискал в 1980-е годы благодаря главной роли графа Резанова в рок-опере «Юнона и Авось», которая с успехом идет на сцене «Ленкома» с 1981 года по сей день.
В кино Николай Караченцов начал сниматься с 1967 года: первыми фильмами с его участием стали «Штрихи к портрету», «…И снова май». Известность ему как киноартисту принесла драма «Старший сын» (1975). Николай Караченцов с равным успехом снимался в фильмах различных жанров — музыкальных, детских, приключенческих, драматических. Популярности ему прибавили роли в таких картинах, как «Собака на сене», «Благочестивая Марта», «Ярославна, королева Франции», «Приключения Электроника», «Трест, который лопнул», «Белые росы», «Человек с бульвара Капуцинов», «Криминальный квартет», «Ловушка для одинокого мужчины», «Чокнутые». Среди последних работ актёра можно назвать телефильмы «Петербургские тайны» и «Досье детектива Дубровского», в исторической картине Светланы Дружининой «Дворцовые перевороты», в телесериале Аллы Суриковой «Идеальная пара».
Караченцов — взрывной, импульсивный, острохарактерный артист. Музыкально одарённый и спортивный, он создавал чрезвычайно яркие сценические образы, пользуясь всеми средствами своей широкой творческой палитры. Фактура Караченцова — длинное худощавое, чрезвычайно гибкое и мускулистое тело, выразительное открытое нервное лицо с искренним, смелым до дерзости и в то же время определённо плутоватым выражением, с большими подвижными глазами, крупными губами и зубами, обаятельная широкая щербатая улыбка. Обладая своеобразным пронзительным голосом и музыкальным слухом, он поёт, как за кадром, так и на сцене (рок-опера «Юнона и Авось»). Голос Караченцова, высокий и резкий в молодости, с возрастом ощутимо снизился по тембру, приобрёл вальяжную хрипотцу, как из-за постоянного перенапряжения, так и вследствие долгого курения. Караченцов сам исполняет рискованные каскадёрские акробатические трюки, включая элементы скаковой акробатики, эффектные драки на кулаках, холодном оружии, стрельбу из пистолетов с любых положений, погони по крышам вагонов, автомобильные трюки, профессионально танцует танцы любой сложности. Довольно символично, что именно Караченцов озвучивал многие кинороли, сыгранные французским актёром Жан-Полем Бельмондо, также известного своей отрицательной позицией к иcпользованию дублёров при съёмках кино.
На сцене Караченцов чрезвычайно мобилен, манера игры нервная, острая, фонтанирующая эмоциями, часто гротескная, с элементами буффонады. В работе Караченцов всегда демонстрирует высочайшую искренность и самоотдачу, сильную и неразрывную связь со зрительным залом. Герою Караченцова присуща своеобразная, очень динамичная пластика, резкие и очень точные и ловкие движения. Наиболее характерный и плодотворный для Караченцова жанр — эксцентрическая музыкальная комедия. На протяжении без малого 40 лет Николай был неизменно любимцем театральной Москвы, а по кинофильмам его знал весь СССР.
Таким был Николай до трагического случая, круто изменившего его жизнь и оборвавшего его карьеру. В ночь на 28 февраля 2005 года на обледенелой дороге Мичуринского проспекта в Москве автомобиль Volkswagen Passat, за рулём которого был Николай Караченцов, попал в аварию. Артист спешил с дачи в Москву, взволнованный вестью о смерти тёщи, сильно превысив скоростной режим. В результате актёр получил серьёзную черепно-мозговую травму. Он был доставлен в больницу, где ему той же ночью была сделана трепанация черепа и операция на головном мозге. Как только позволило состояние пострадавшего, его перевезли в Институт Склифосовского. Караченцов пролежал 26 дней в коме. В начале июня его перевели в Центр патологии речи и нейрореабилитации. Процесс выздоровления затянулся. Лишь в мае 2007 года на гала-концерте с презентацией дисков с песнями из репертуара Николая Караченцова актёр смог подняться на сцену, показавшись зрителям .
Однако речь Караченцова не восстановилась, он реагирует на окружающую обстановку вяло. Стало очевидным, что более продолжать актёрскую карьеру он не может по инвалидности.
Несмотря ни на что, в апреле 2008 г. Николай Петрович принял участие в работе по подготовке к изданию второй книги из серии «Автограф века». За несколько часов артист подписал 250 листов с его репринтно воспроизведенным обращением к будущим поколениям.