Николай Николаевич Мамонтов родился 25 мая 1836 года в Москве в семье купца Николая Фёдоровича Мамонтова (1807-1860) и его жены Веры Степановны Вагиной (1810-1864). Отец открыл фабрику сургуча, лаков и красок, которую в 1854 году вместе с пивным заводом он передал ему и его брату Александру.
В 1858 году Николай вместе с Александром создал «Товарищество «Братья Н. и А. Мамонтовы». Предприятие было переведено в собственное помещение за Пресненской заставой. В московском купечестве состоял с 1863 года. В Москве Мамонтов проживал по адресу: Пресненская часть 3, церковь святителя Николая Чудотворца, в Ваганькове в собственном доме.
После смерти Сосье руководил четвёртой экспедицией Распорядительной думы, а с середины 1868 года был бухгалтером. С 23 декабря 1868 по 5 апреля 1871 гг. числился членом городской Распорядительной Думы, а с 1869 по 1876 гг. выборным от московского купечества.
В 1871 году Мамонтов был одним из руководителей переписи населения Москвы в Басманном участке. С 1873 по 1881 гг. неоднократно избирался гласным Московской городской думы.
В октябре 1872 года Мамонтов приобрёл в Сочи 2700 десятин земли. 6.5 были в центре Сочи, 300 в долине реки Сочи, на правом берегу на расстоянии от усадебной земли в двух верстах; остальные земли находились в долине реки Агура.
В долине реки Сочи Мамонтов построил имение «Раздольное» (ныне парк Ривьера). В котором был создан парк, сад и питомник редких и экзотических растений. В 1883 году Мамонтов продал своё имение московскому меценату Хлудову В.А.
В 1872 году из сосновой древесины которую он привёз из Ростова Мамонтов построил дом. По воспоминаниям современников, дом был «весьма приличный и просторный, но не роскошный, без всяких вычурных прикрас, какими обыкновенно замаскировываются наши подмосковные дачи, слепленные на живую нитку…»
Свою дачу Мамонтов назвал «Вера». Имя Вера носила его мать и сестра. Для очистки участка от зарослей и созданию парка с редкими экзотическими растениями Мамонтов нанял агронома и садовода Рейнгольда Ивановича Гарбе.
Гарбе в свою очередь привлёк к помощи своего знакомого по университету ссыльного Александра Павловича Фронштейна. Из российских и зарубежных питомников Гарбе привозил множество сортов плодовых деревьев и кустарников. Так же он посадил в парке Мамонтова эвкалипт пепельный, 76 сортов крыжовника, 24 сорта смородины и малины, гранат, лимоны, апельсины, миндаль и фисташк.
По словам самого Гарбе в парке у Мамонтова было до 80 сортов арбузов и дынь, огромное количество цветов разных сортов. Помимо всего прочего в парке Мамонтов занимался разведением пчеловодства и скотоводства.
После смерти Мамонтова в 1896 году его имение отошло его брату Александру. В Сочи Николай Мамонтов финансировал строительство первой православной церкви. Строительство храма завершилось 25 октября 1890 года. В поддержку благотворительности Мамонтов выпустил серию книг, а так же книгу А.В.Верещагина «Путевые заметки по Черноморскому округу».
В 1900 году умер Александр и имение отошло его дочери Марии. В 1910 году её муж Николай Аркадьевич Костарёв снёс деревянную постройку и на её месте построил новый двухэтажный дом из природного камня – песчаника и кирпича. Костарёв сохранил старое название имения «Вилла Вера».
После октябрьской революции «Вилла Вера» была национализирована. В период с января по июль 1918 г. в вилле «Вера» находился революционно-исполнительный комитет Совета рабочих, крестьянских и солдатских депутатов Сочинского округа. 2 мая 1920 года здесь состоялось подписание акта о капитуляции Добровольческой армии Деникина.
В 1923 году там был открыт дом отдыха для служащих Совнаркома, после 1928 года располагался санаторий им. Цюрупы, в котором с июня 1943 г. по февраль 1946 г. в годы Великой Отечественной войны и после располагались эвакогоспитали № 2130 и № 2142. С 1946 г. по 1963 г. вновь санаторий им. Цюрупы.
В 1960-е гг. санаторий был переведен в другие помещения, а на территории была проведена полная перепланировка, реконструкция, и перераспределение земель. С 1963 по 1992 гг. там находился Сочинский Дворец пионеров и школьников, а с 1992 года там находится Сочинский городской центр внешкольной работы.
В 1977 году режиссер Родион Нахапетов снимал там фильм «Враги». До революции самая длинная улица Сочи Курортный проспект называлась Мамонтовский спуск.
Мамонтов умер 1 марта 1896 года в Москве. Похоронен в Алексеевском женском монастыре.