Nikolaï Tchekhov après le lycée de Taganrog, étudie à Moscou à l'école de peinture, sculpture et architecture. Il étudie entre autres dans la classe de Vassili Perov. Il participe ensuite à la rédaction de différentes revues, en tant que dessinateur pour Le Spectateur, Moscou, Le Grillon, Les Éclats, où il lui arrive d'ailleurs d'illustrer des récits de son frère qui y sont publiés. Il est aussi l'auteur de caricatures et à l'inverse de ses frères Anton et Alexander signe de son propre nom ses dessins dans la presse humoristique. Il est, comme sa sœur Macha, ami de Levitan, Korovine et de l'architecte Franz Schechtel.
Anton Tchekhov a critiqué à plusieurs reprises le mode de vie de son frère (qui a tendance à trop boire), déclarant qu'il tue son talent russe et fort pour quelques sous. Comme son frère, il souffre de tuberculose et il en meurt à Louka (près de Soumy) dans la propriété de campagne d'amis de la famille Tchekhov, les Lintvariov, où il est enterré.
