Роден е на 20 август 1881 г. във Видин. Коренът му по бащина линия е от с. Воднянци. Негов учител във Видинската гимназия по рисуване е чешкия скулптор Макс Верих. Семейството се разорява, а просветния литературен кръжок, в който членува е разтурен от полицията и Никола Петров напуска гимназията и става писар при нотариуса /1997- 98/. За да продължи образованието си близките му го изпращат в Средното военно училище в София, където обучението е безплатно, но той се записва в новооткритото Рисувално училище /1898/ и става ученик на Ярослав Вешин, Иван Мърквичка и Иван Ангелов. Още през 1900 г. взема участие в международна изложба в Париж. През 1903 г. става член на художническото дружество „Съвременно изкуство“, участва активно в работата му и в организираните от него изложби в страната и чужбина, а през 1908 г. е избран за негов секретар. През същата 1903 г. Министерството на просвещението го изпраща в Рим във връзка с международна експозиция. Той е сред основателите и най – активните членове и на Дружеството на южнославянските художници „Лада“. През 1909 г. скулптурът Андрей Николов /виж отделна статия/ изработва бюста му, а през 1910 г. се оженва. Има участия в изложби във Франция /1900 и 1904/, Сърбия /1904/, Белгия /1905/, Англия /1907/, Хърватия /1908/ Германия /1909/, Италия /1911/ и др. Рисува иконите в църквата на гр.Омуртаг /1907/ и софийските църкви „Св. Никола Софийски“, „Св. Илия“, „Св. Апостол Павел“ и църквата на Кремиковския манастир, а след спечелен конкурс през 1912 г. изографисва сцената „Въведение Богородично“ в северния олтар на храм – паметника „Александър Невски“ в София. След прекъсване поради болест през 1913 г. се дипломира в Рисувалното училище /днес Художествена академия/ и известно време работи като учител в прогимназия. През летата гостува на родителите си във Видин и усилено рисува р. Дунав и пейзажи от града и околностите му. През 1915 г. Иван Вазов и Иван Мърквичка внасят предложение в Народното събрание за организиране на събирателска акция за средства за неговото лечение. Същата година участва в една от най-мащабните изложби на възпитаници на Рисувалното училище. През 1916 г. взема участие в последната си международна изложба в Берлин, Германия и прекарва лятото в Родопите с надежда да се излекува от туберколозата.
Никола Петров е считан за един от най – ранните и най – ярки представители на пейзажната живопис в България и за родоначалник на градския пейзаж. С естетическите си търсения той е първият художник, който се отказва да продължава традиционната битоописателност на своите предшественици, а в градските си пейзажи пресъздава ритъма и атмосферата от ежедневния живот предимно на столицата, но и на други градове, в които се съчетават провинциалните с европейските нрави. Картините му с най – голяма популярност са – „Народният театър“, „Лъвовият мост“, „Булевард „Цар Освободител“, „Площад „Народно събрание“, „Река Ерма“, „Дунавско пристанище“, „Гемия на Дунава“, „Църквата „Св. Илия“, „Пожънати ниви“ и др. Той е майстор и на портрета, въпреки, че портретите са незначителна част от творчеството му. Увековечава Пенчо Славейков, Добри Христов, Андрей Протич, Иван Андрейчин, Лора Каравелова, прави си и много сполучлив автопортрет. Илюстрира книги на Н. Илиев, Ал.Протич и Пенчо Славейков, читанки и учебници, вестници и списания.
Във фонда на Художествена галерия „Никола Петров“ – Видин се съхранява картината му „На пазар“.
В една рецензия за неговия маниер на рисуване четем: „….усилено рисува Дунава и пейзажи от града и околностите му. Той обича реката във всичките ѝ настроения и багри. Рисува я ту въздушно лека и нежна, в акварелна техника, ту мрачна и тежка. В картината „Гемия на Дунава“, рисувана вероятно около 1906 г., ранната утрин е мрачна и безслънчева. Едва се развиделява. Непробудената земя се слива в едно цяло с леко просветналото небе. В него преобладават синьозелените тонове, които се отразяват в голямата река. Бреговете са леки, те сякаш са погълнали малкия лазур на мрачното небе. В тази работа личи как Никола Петров, ръководен от чувствата си, композира тоновете като в музикално произведение.“
Умира на 10 декември 1916 г. в София. Погребан е във Видинските гробища.
Видинската художествена галерия носи неговото име от 1975 г.
През 2000 г. Видинският общински съвет посмъртно ме присвоява званието „Почетен гражданин на Видин“.
Най-задълбоченият му изследовател е Ирина Михалчева, която издава през 1956 г. и 1976 г. студии за живота и творчеството му.