З 1913 року Стоянов викладав в Софійському університеті, з 1923 року був професором прикладної ботаніки, в 1936 році став професором систематичної ботаніки та географії рослин, а також завідувачем кафедри. З 1947 року Николай Андрєєв Стоянов очолював Ботанічні сад і інститут Болгарської академії наук (БАН) в Софії. У 1956—1959 роках він був головним вченим секретарем БАН.
Стоянов займався вивченням систематики та морфології рослин, а також питань акліматизації рослин, геоботаніки і історії рослинного покриву. Разом з Борисом Стефановим він був автором чотирьох видань «Флори Болгарії».
Stafleu F. A., Cowan R. S. Taxonomic Literature : [англ.]. — Ed. 2. — Utrecht, Antwerpen, The Hague, Boston, 1986. — Vol. VI: Sti—Vuy. — P. 13—14. — 926 p. — ISBN 90-313-0714-9. — doi:10.5962/bhl.title.48631.