Николай Иванович Костров родился в 1901 г. в селе Васильевском Нолинского уезда Вятской губернии в семье священника. Был внучатым племянником художников Виктора и Аполлинария Васнецовых. Учился в духовной семинарии, потом в изостудии Вятки. В 1922 г. он приехал в Петроград и поступил на живописный факультет ВХУТЕИНа (Академия художеств).
Среди преподавателей, у которых учился Костров, основным его наставником стал Михаил Васильевич Матюшин. В педагогической системе Матюшина важнейшее место занимало решение проблемы пространственного видения как основы пластического мышления художника. Костров писал в своих воспоминаниях об учителе: "Он сразу вызывал доверие, и мы охотно задавали ему вопросы. И узнавали, что М.В. Матюшин – один из зачинателей нового искусства, один из исследователей законов новой пластики, цвета и пространства. Один из славных художников-футуристов!".
С М. Матюшиным у Кострова сложились прекрасные отношения. Домик Матюшина в Петрограде на Песочной улице стал штабом русского авангарда 1910–1930-х годов. Его гостями были К. Малевич, К. Петров-Водкин, В. Маяковский, В. Хлебников. Именно в этом доме Костров попал в новую для себя среду, познакомился с иным пониманием искусства, узнал о Елене Гуро (первая жена М.В. Матюшина). Михаил Васильевич регулярно устраивал вечера памяти Гуро. Он подхватил ее идеи и, развивая их теоретическими исследованиями, передавал ученикам. В гостях бывали и вятские художники – Евгений Чарушин, Юрий Васнецов. Николай Костров был на правах приемного сына.
В век увлечения геометризацией М. Матюшин обратился к природе. В этом он был схож с П. Филоновым. Но, по сути, в понимании искусства они были антагонистами. Костров вспоминал, как Матюшин предостерегал учеников: "Бойтесь Филонова, он погубит в вас живое чувство". Принцип Матюшина – органичность отношений человека и природы, стремлением его было "жить жизнью самой природы, стать ее соучастником". Отсюда серьезное изучение импрессионизма. Матюшин учил, что "работая, например, над пейзажем, человек постоянно должен ощущать себя в центре окружающей его природы, чтобы находящийся перед ним пейзаж не превращался в экран, который отгораживал бы его от окружающих явлений; нужно, чтобы человек помнил, что перед ним, за ним, вокруг него – всюду жизнь, всюду пространство".
В 1920–1930-х годах многие крупные ученые изучали цвет абстрактно, как физическое явление. Матюшин же впервые стал изучать цвет применительно к задачам изобразительного искусства. Он стал первым профессором в Академии художеств, который ввел в свою педагогическую практику изучение цветоведения.
Н. Костров, возможно, оказался одним из самых последовательных учеников Матюшина. Ему передалось матюшинское понимание пространства: ощущение простора, ощущение взаимосвязи всех предметов…
В 1926 г. учеба в Академии закончилась. Костров остался в группе у Матюшина. Но настоящей учебы, по существу, не было. Он считал, что углубленная работа его с Михаилом Васильевичем шла плохо, он вынужден был работать, чтобы выжить, а на творчество сил и времени оставалось мало. Совместная работа учителя и ученика шла до 1934 г., пока был жив Матюшин.
В 1930 г. Костров отправился вместе с Е. Магарил в творческую командировку в Казахстан "наблюдать новую жизнь". От той поездки сохранились несколько акварельных набросков и карандашных рисунков казахов. Акварели выполнены в матюшинской манере, очень красочно, с использованием третьего цвета. В них еще чувствуется влияние учителя, но все же Костров уже пытается найти новые формы выражения.
Эти наброски Костров использовал в работе над большой картиной "Ударная бригада на молотьбе в колхозе", которая была приобретена Русским музеем. А через несколько лет ее попросили взять обратно, т.к. она недостаточно соответствовала методу социалистического реализма. Николай Иванович сам ее уничтожил, та же судьба постигла и другие крупные работы Кострова этого периода.
Художник поставил перед собой новую задачу – делать работы, помогающие строительству социализма. Но картины не получались. Это было самое сложное время в жизни художника. Костров начинает работать в Изогизе. Он писал картины на заказ, но все они имели мало отношения к настоящему искусству. Как говорил он сам, "это был ложный путь".
Середина 1930-х оказалась переломным временем для художника и большинства его коллег. Учителя ушли раньше, чем началось политическое давление на учеников. "Левое" искусство переживало гонения, имя Матюшина стало запретным. Художникам пришлось выбирать. Николай Иванович вместе с друзьями начал работать в Детгизе, занялся иллюстрацией детских книг. Ему помогали Юрий Васнецов и Евгений Чарушин, вместе они образовали нечто вроде вятского землячества.
С тех пор как в 1932 г. Костров взялся за иллюстрирование книг, живопись масляными красками отошла для него на второй план. Однако это не означало отказа от работы над цветом. В 30-е гг. он начинает работать в экспериментальной графической мастерской Ленинградского отделения Союза художников, причем работает преимущественно в технике цветной литографии. Свойственный ему способ выражения в эстампе характеризуется лаконичным обобщением форм, продуманной строгостью композиционного построения, ясностью пластических и тоновых отношений.
В начале 1960-х художник словно пережил второе рождение. Костров возвращается к проблемам цвета, по-новому осмысливая уроки Матюшина. Через 30 лет, пройдя серьезную школу реалистического восприятия жизни, он вновь начинает писать так, что в его произведениях все предметы и окружающая среда находятся в тесной взаимосвязи. В конце 1970-х – начале 1980-х в пейзажах Кострова усилилось звучание цвета, манера письма стала более широкой и энергичной. Неслучайно художник выбрал для себя постоянной базой село Рождествено на реке Оредеж, куда периодически выезжал с 1953 г. Эти места – родина Набокова, здесь создавали свои произведения Крамской, Шишкин, Петров-Водкин. Так появилась серия работ "Оредеж". Художник работает сочными яркими пятнами цвета, по-детски восторженное восприятие природы переносится на бумагу. Пейзажи представляют собой сказочную картину природы, художник использует иногда элементы примитива, обобщая формы. Как сильно отличаются эти пейзажи от ранних "матюшинских" произведений Кострова! Исчезли прозрачность и легкость, но осталась неизменной непосредственность восприятия и чистота цвета. Произведения этого последнего периода его творчества, наряду с работами 1920–1930-х годов, несомненно, представляют значительный интерес для искусствоведов. В позднем творчестве Кострова влияние идей Матюшина проявляется все четче и определеннее. Николай Иванович по-своему осмысливает пространственную теорию Матюшина, но в общих чертах все же следует ей: произведения 1960–1980-х годов становятся связующим звеном с творчеством его учителя. В своих воспоминаниях он сам признавал необходимость более глубокого изучения теории Матюшина: "Идеи Михаила Васильевича в наше время, время освоения космоса и звездных полетов, становятся более значительными и современными".
Персональные выставки художника были показаны в Ленинграде (1937, 1962, 1973, 1979), Москве (1974, 1983) и Санкт-Петербурге (1996), частично совместно с женой и художником Анной Костровой.
Николай Иванович Костров скончался в Санкт-Петербурге 11 апреля 1996 года на девяносто пятом году жизни. Похоронен на Смоленском кладбище.
Творчество Николая Кострова может произвести впечатление слишком легкого, несодержательного, у него почти нет крупных работ, но каждое его произведение отличает прекрасная техника исполнения, молодой, свежий взгляд на окружающий мир, готовность измениться и отсутствие страха перед этим. По существу, произведения последних 30 лет жизни дали Кострову право заявить о себе как о ярком и самобытном художнике.