Николай Караченцов родился в Москве. Отец — Петр Яковлевич (1907—1998) — много лет проработал в журнале «Огонек» художником-графиком. Мать — Янина Евгеньевна Бруна́к (1913—1998), балетмейстер-постановщик, ставила спектакли в крупнейших музыкальных театрах.
    С 1967, по окончании Школы-студии МХАТ, — актер театра имени Ленинского комсомола (с 1991 Ленком). Тогда же, в 1967 году, Караченцов впервые работал с режиссером М. А. Захаровым на спектакле «Суджанские мадонны». Звездный час актера пробил в 1974, когда после прихода Захарова на должность главного режиссера театра Ленинского комсомола, Караченцов темпераментно и страстно сыграл в спектакле «Тиль» по Шарлю де Костеру (инсценировка Григория Горина, постановка Марка Захарова). Для отечественного театра Николай Караченцов оказался новым типом «синтетического актера», способного к драматическому, вокальному (почти в стиле рок-опер) и ритмически организованному существованию на сцене.
    Первый опыт был развит в «Звезде и смерти Хоакина Мурьеты» (две роли в музыкальной версии поэтической драмы Пабло Неруды), а затем в спектакле «Юнона и Авось» (роль Николая Резанова, рок-опера Алексея Рыбникова по поэме Андрея Вознесенского). Караченцов становится одним из ведущих актеров Ленкома, Захаров привлекает его к участию во многих спектаклях, в том числе в современной пьесе «Жестокие игры» (роль Миши Земцова) и в историко-революционной «Оптимистической трагедии» (роль Алексея). Долголетней партнершей Караченцова в «Тиле» и «Оптимистической трагедии» была Инна Чурикова. Позднее, супруг актрисы, режиссер Глеб Панфилов специально для Чуриковой и Караченцова поставил на сцене Ленкома пьесу «Сорри».
    Впервые Николай Караченцов появился на киноэкране в небольшом эпизоде в картине «Красная площадь» (1970). Но активно сниматься в кино актер начал только после триумфа «Тиля». К сожалению, Захаров не задействовал своего питомца в экранных работах, за исключением небольших ролей в телевизионных лентах «Двенадцать стульев» (1977) и «Дом, который построил Свифт» (1982). Тем не менее уже в начале своей кинокарьеры Караченцов сыграл одну из лучших своих ролей — Бусыгина экранизации пьесы Александра Вампилова «Старший сын» (1975). Безудержность во всем, исполнительская щедрость красок отличает многие роли Караченцова, как историко-костюмные, так и современные («Собака на сене», 1977; «Ярославна, королева Франции», 1979; «Благочестивая Марта», 1980; «Дамы приглашают кавалеров», 1981; «Трест, который лопнул», 1982; «Белые Росы», 1984; «Человек с бульвара Капуцинов», 1988). С режиссером Владимиром Бортко актер работал над эксцентрической комедией «Удачи вам, господа!» (1992) и отчасти исповедальным фильмом «Цирк сгорел, и клоуны разбежались» (1998).
   Караченцов — взрывной, импульсивный, острохарактерный артист. Музыкально одарённый и спортивный, он создавал чрезвычайно яркие сценические образы, пользуясь всеми средствами своей широкой творческой палитры. Фактура Караченцова — длинное худощавое, чрезвычайно гибкое и мускулистое тело, выразительное открытое нервное лицо с искренним, смелым до дерзости и в то же время определённо плутоватым выражением, с большими подвижными глазами, крупными губами и зубами, обаятельная широкая щербатая улыбка. Обладая своеобразным пронзительным голосом и музыкальным слухом, он поёт, как за кадром, так и на сцене (рок-опера «Юнона и Авось»). Голос Караченцова, высокий и резкий в молодости, с возрастом ощутимо снизился по тембру, приобрёл вальяжную хрипотцу, как за счёт постоянного перенапряжения, так и за счёт долгого курения. Караченцов сам исполняет рискованные каскадёрские акробатические трюки, включая элементы скаковой акробатики, эффектные драки на кулаках, холодном оружии, стрельбу из пистолетов с любых положений, погони по крышам вагонов, автомобильные трюки, профессионально танцует танцы любой сложности. На сцене Караченцов чрезвычайно мобилен, манера игры нервная, острая, фонтанирующая эмоциями, часто гротескная, с элементами буффонады. В работе Караченцов всегда демонстрирует высочайшую искренность и самоотдачу, сильную и неразрывную связь со зрительным залом. Герою Караченцова присуща своеобразная, очень динамичная пластика, резкие и очень точные и ловкие движения. В молодости Караченцов придавал своим героям сильное сексуальное обаяние. Наиболее характерный и плодотворный для Караченцова жанр — эксцентрическая музыкальная комедия. На протяжении без малого 40 лет Николай был неизменно любимцем театральной Москвы, а по кинофильмам его знал весь СССР.
Николай Петрович Караченцов   Таким был Николай до трагического случая, круто изменившего его жизнь и оборвавшего его карьеру. В ночь на 28 февраля 2005 года на обледенелой дороге Мичуринского проспекта в Москве автомобиль Volkswagen Passat, за рулём которого был Николай Караченцов, попал в аварию. Артист спешил с дачи в Москву, взволнованный вестью о смерти тёщи, сильно превысив скоростной режим. В результате актёр получил серьёзную черепно-мозговую травму. Он был доставлен в больницу, где ему той же ночью была сделана трепанация черепа и операция на головном мозге. Как только позволило состояние пострадавшего, его перевезли в Институт Склифосовского. Караченцов пролежал 26 дней в коме. В начале июня его перевели в Центр патологии речи и нейрореабилитации. Процесс выздоровления затянулся. Лишь в мае 2007 года на гала-концерте с презентацией дисков с песнями из репертуара Николая Караченцова, актёр смог подняться на сцену, показавшись зрителям .
Однако речь Караченцова не восстановилась, он реагирует на окружающую обстановку вяло. Стало очевидным, что более продолжать актёрскую карьеру он не может по инвалидности.
   Несмотря ни на что, в апреле 2008 г. Николай Петрович принял участие в работе по подготовке к изданию второй книги из серии «Автограф века». За несколько часов артист подписал 250 листов с его репринтно воспроизведенным обращением к будущим поколениям.