Родился 14 февраля 1949 года в Витебске, в семье народного артиста СССР Николая Николаевича Ерёменко (1926-2000) и народной артистки Белорусской ССР Галины Александровны Орловой (род. 1928).
В 1971 году окончил Всесоюзный государственный институт кинематографии (мастерская С.А. Герасимова и Т.Ф. Макаровой) и стал актёром Театра-студии киноактёра.
Сергей Герасимов любил Колю Ерёменко и снял его в своих шести фильмах, больше только снялась жена Герасимова — Тамара Макарова.
С 1976 года — актёр киностудии имени Максима Горького.
C 2001 года — советник по культуре посольства Белоруссии в Москве.
Народный артист России (01.03.1994).
В середине 1990-х годов Ерёменко решается на режиссёрский дебют — «Сын за отца», где он снимается со своим отцом. После совместного фильма Ерёменко-старший возвращается в театр и кино, где плодотворно работает ещё пять лет.
Николай Ерёменко ушёл из жизни в воскресенье 27 мая 2001 года в Боткинской больнице Москвы, от острого нарушения мозгового кровообращения (инсульта). Похоронен актёр 30 мая в Минске на 26-м участке Московского (Восточного) кладбища, рядом с могилой отца, которого он пережил лишь на 11 месяцев.
призы и награды
Лауреат премии Ленинского комсомола (1980).
Лучший актёр 1981 года за роль в фильме «Пираты ХХ века» по опросу журнала «Советский экран».
Награждён призами российских и международных фестивалей.
роли в кино
2002 Бригада :: Юрий Ростиславович Холмогоров
2001 Удар Лотоса :: отец Эжена
2001 Подари мне лунный свет :: Сергей Константинович Куприянов
2000 Рыцарский роман :: Никифор Вриенний
2000-2001 Маросейка, 12 :: Купол :: главная роль
2000 Империя под ударом :: Вячеслав фон Плеве
1998 Тесты для настоящих мужчин :: Авантюрист
1998 Незнакомое оружие, или Крестоносец 2 :: режиссёр
1995 Сын за отца (Россия, Беларусь) :: Витя :: главная роль
1995 Крестоносец :: "Ерёма"
1994 Притча про светлицу (Украина)
1993 Троцкий :: Наум Исаакович Эйтингон
1993 Сделай мне больно (Россия, Украина) :: Стас Ильин :: главная роль
1993 Роман "alla russo" (Россия, Беларусь) :: Глеб
1993 Не стреляйте в пассажира! :: писатель
1993 Аз воздам (Белоруссия - Польша) :: князь Радзивилл
1992 Снайпер (Украина) :: Джей Бенсон :: главная роль
1992 Восточный роман :: Николай :: главная роль
1991 Холод1991 Белые ночи :: Жилец
1990 Я объявляю вам войну :: Ерохин :: главная роль
1990 Царская охота | Ruské impérium :: Алексей Орлов :: главная роль
1988 Будни и праздники Серафимы Глюкиной :: Алексей Воронков :: главная роль
1987 Уполномочен революцией :: Валериан Куйбышев :: главная роль
1986 Личный интерес :: Александр Владимирович Сурмила :: главная роль
1985 В поисках капитана Гранта | По следите на капитан Грант (СССР, Болгария) :: лорд
1984 Медный ангел :: Себастьян Вальдес :: главная роль
1984 Лев Толстой | Lev Tolstoj :: Александр Борисович Гольденвейзер
1983 Шёл четвёртый год войны… :: Антипов :: главная роль
1982 Солнечный ветер :: Сергей Александрович Пономарёв
1980 Юность Петра | Peters Jugend :: Александр Меншиков :: главная роль
1980 Эскадрон гусар летучих :: князь Болховской
1980 В начале славных дел (СССР, ГДР) :: Александр Меньшиков :: главная роль
1979 Я буду ждать... :: Никита Воронов :: главная роль
1979 Пираты XX века :: старший механик Серёга :: главная роль
1978 Мятежная баррикада :: Василий Степанов :: главная роль
1978 31 июня :: Сэм Пэйнти :: главная роль
1977 Трактир на Пятницкой :: "Цыган"
1977 Побег из тюрьмы :: Максим Литвинов
1976 Красное и чёрное :: Жюльен Сорель :: главная роль
1975 Семья Ивановых :: Алексей Чистохвалов :: главная роль
1974 Хождение по мукам :: Василий Рублёв
1974 Ливень :: Колька
1973 Исполнение желаний :: Николай Трубачевский :: главная роль
1973 Возврата нет :: Григорий
1972 Любить человека :: Стеценко Коля
1972 Горячий снег :: лейтенант Дроздовский
1970 Море в огне :: эпизод
1969 У озера :: Алёша
озвучивание
1981 Право на выстрел :: капитан "Киёси"
роль Талгата Нигматулина
участие в фильмах
1996 Чтобы помнили... (документальный)
архивные кадры
2011 Тайны советского кино (документальный)
2006 Пираты ХХ века. Ерёменко – Нигматулин (документальный)
архивная съёмка 2000 года
2005-2007 Как уходили кумиры (документальный
2003 Чтобы помнили... (документальный)
Режиссер
1995 Сын за отца (Россия, Беларусь)