Николай Михайлович пришел в наш мир 12 апреля 1839 года в Кимборово, Смоленская губерния, Российская Империя, в благородной полонизированной белорусской семье. Он получил образование в гимназии в Смоленске с 1849 по 1855 год, а затем учился в Академии Генерального штаба в Санкт-Петербурге с 1861 по 1863 год. Тема его дипломной работы: «Военно-статистическое обследование Амурской области», 1862.
После завершения учебы был назначен лейтенантом, а также работал учителем в Варшавском военном училище в 1864 году, где преподавал историю и географию. За это время он также выступил с публичными лекциями по истории географических открытий и опубликовал учебник по общей географии. Николай очень интересовался путешествиями и просил о том, чтобы его отправили в Иркутск (Центральная Сибирь). Он стремился изучить реку Уссури (приток Амура на границе Китая и России). Это была его первая крупная экспедиция, и он подготовился, изучив работы Гумбольдта и Карла Риттера по Азии, и получил значительные знания о растениях и таксидермии птиц. Экспедиция длилась два года с 1867 по 1869 год. Натуралист подробно описал экспедицию в своих отчетах и собрал коллекцию из 310 птиц, около 2000 растений, 552 яйца 42 видов птиц и семена 83 видов растений. Под впечатлением от его путешествия Русское географическое общество отправило Пржевальского в Монголию и северный Китай на трехлетнюю экспедицию, начиная с 1870 года. В этой поездке он собрал и привез 5000 растений, 1000 птиц и 3000 видов насекомых, а также 70 рептилий и шкур 130 разных млекопитающих. Воспоминания об этом путешествии были опубликованы в 1875-76 гг., что принесло международную известность Пржевальскому как исследователю. Его назначили генерал-лейтенантом. Далее он посетил место, где, по его мнению, находилось озеро Цинхай, которое, по сообщениям, не посещалось ни одним европейцем со времен Марко Поло.
Географ имел отношения с Тасей Нуромской, с которой познакомился в Смоленске. Она умерла от солнечного удара, когда Пржевальский был в экспедиции. В его жизни была еще одна женщина, таинственная молодая леди, чей портрет вместе с фрагментом поэзии был найден в его альбоме. Также были утверждения, что Пржевальский был гомосексуалистом, у которого могли быть отношения с его молодыми помощниками мужского пола. В 1888 году он планировал еще одну экспедицию с целью достижения
Лхасы. Однако он заболел тифом после того, как выпил воды из загрязненной реки и скончался 1 ноября 1888 года в возрасте 49 лет.