15 мая 2011 года во время гастролей в Белоруссии музыкант был госпитализирован в минскую больницу с диагнозом «обширный инсульт». В начале июня он был перевезен в Москву.
Николай Петров начал заниматься музыкой в четыре года со своей бабушкой – пианисткой Евгенией Николаевной Петровой. В 1961 году окончил Центральную музыкальную школу при Московской консерватории, а в 1966 году – саму Консерваторию. Его преподавателем был профессор Яков Зак.
В 1962 году Петров завоевал Серебряную медаль на I международном конкурсе Ван Клиберна в США, а в 1964 году – Серебряную медаль на Международном конкурсе им. бельгийской королевы Елизаветы в Брюсселе.
Николай Петров был одним из самых известных российских пианистов. Он много гастролировал, выступая на концертах по всему миру. Пианист был награжден орденами «За заслуги перед Отечеством» III и IV степеней, а также являлся лауреатом Государственной премии России.