Николай Дмитриевич Голицын родился (31 марта) 12 апреля 1850 года в селе Поречье Можайского уезда Московской губернии. Он был выходцем из старинного княжеского рода Голицыных, восходящего к великому литовскому князю Гедимину и состоящего в родстве с Рюриковичами и с царским домом Романовых.
Детство и юность князя прошли в имении его родителей. Воспитывался и получил образование в Императорском Александровском (Царскосельском) лицее, который окончил в 1871 году с чином коллежского секретаря и в этом же году определен на службу.
Голицын всегда относился к государственной службе более чем серьезно. Он сумел подняться до своего положения из чина коллежского секретаря (десятого из пятнадцати в табели о рангах). Его путь наверх был очень долгим, он успел побывать комиссаром по крестьянским делам, вице-директором Хозяйственного департамента Министерства внутренних дел и губернатором в нескольких местах. Добившись чина действительного тайного советника первого класса, высшего из всех чинов, он попадает в сенат, а потом становится председателем совета министров.
Будучи человеком неглупым, он понимал ситуацию в стране и пытался сделать всё, что было в его силах, чтобы избежать усугубления обстановки. Страна находилась в глубочайшем экономическом и политическом кризисе. Он отправил в отставку министра внутренних дел, попытался не допустить роспуска Государственной Думы. В конце концов, он понял, что урегулировать ситуацию уже не в его силах и просил назначить на его место более авторитетного политика. Но было поздно.
После Февральской революции власть перешла к временному правительству, а весь кабинет министров был отправлен в отставку. Голицын отошел от политики и зарабатывал на жизнь ремеслом сапожника. Тем не менее, после прихода к власти большевиков он был дважды арестован за связь с контрреволюционерами.
Князь Николай Дмитриевич Голицын был расстрелян 2 июля 1925 года в Ленинграде.