Nikolay Fyodroviç Katanov 1862-ci il mayın 6-da uzaq Sibirdə, keçmiş cənubunda, qəsəbəsinin yaxınlığındakı Turaxov aulunda doğulub. Onun uşaqlıq adı Pora imiş. Rusiya Katanovun ata-babasının yaşadığı Sibir torpaqlarını işğal etdikdə burada yaşayan şaman inanclı insanları da zorla xristianlaşdırmışdı. Ona görə də uşağı evdə Popa çağırsalar da rəsmi sənədlərdə kilsədə qoyulan Nikolay adıyla tanınmışdır. Nikolayın atasını da xakaslar Xızıl deyə çağırsalar da sənədlərdə adı Fyodr kimi yazılıb. Xızıl Katanov xakasların Saqay, anası isə Kaçina tayfasından olub. Bu tayfalar böyük Yenisey çayının qolu Abakanın sağ sahilində, Uzyum çöllərində yaşayırmış.

Nikolay aristokrat və ziyalı bir ailədə böyüyüb. Belə ki, atası Xızıl Katanov ulus, tayfa başçısının mirzəsi, əmisi Yefim Semyonovic isə çar hökumətinin Askiz qəsəbəsində açdığı məktəbdə müəllim imiş.

İlk təhsilini atasından alan Nikolay sonra əmisinin işlədiyi məktəbdə oxuyub.

1869–1876-cı illərdə Askiz məktəbində oxuyan Nikolay Katanov oranı bitirib həmin ilin avqustunda imtahan verərək Krasnoyarsk şəhərindəki klassik kişi gimnaziyasına daxil olur.1884-cü ildə gimnaziyanı qızıl medalla bitirərək uzaq Sibirdən çox çətinliklərlə imperyanın başkəndi Peterburqa gəlir.

Sibirdən gəlmiş və Rus olamyan gəncin uğurla Sankt-Peterburqdakı İmperya Universitetinin şərq dilləri fakültəsinə qəbul olması çoxlarını heyrətləndirir. Ona dərs deyən V. V. Bartold, N. İ. Veselovski, İ. N. Berezin xakas gəncinə diqqətlərini artırırlar. N. Katanov da gimnaziyada oxuduğu illərdə saqay ulusundan-tayfasından topladığı dil və folklor materiallarını müəllimlərinə verir.

Yalnız Rusiyanın deyil, dövrünün ən tanınmış şərqşunaslarından dərs alması, ərəb, fars, türk-tatar dillərini dərindən öyrənməsi və elmi araşdırmaları N. Katanovu bir alim kimi tanıdır. 1888-ci ildə universiteti bitirəndə ona elmlər namizədi dərəcəsi verirlər. 1889-cu ildə isə onu Sankt Peterburq İmperiya Elmlər Akademiyası və Rusya İmperiya Coğrafiya Cəmiyyəti Qərbi Sibirdə, Şərqi Monqolustanda, Doğu Türkistanda, Cunqariyada yaşayan xalqların dillərinin, dialektlərinin və etnorqafiyasının öyrənilməsi üçün ekspedissiyaya göndərir. Onun getdiyi yerlərdə yaşayan əhalinin əksəriyyəti türk xalqları idi. Ruslar isə onların hamısını tatar adlandırırdılar.

Üç il çəkən ekispedisyadan zəngin materiallarla geri dönən Nikolay Katanov 1893-cü ilin sonlarında tanınmış şərqşünas İ. N. Berezin rəhbərlik etdiyi professor –müəllim heyəti qarşısında imtahan verərək türk-tatar dilləri üzrə magistir elmi dərəcəsi alır. Həmin il də Nikolay Katanovu Kazan Unversitetinin türk-tatar dilləri kafedrasına ekstraordinar professor təyin edirlər. Beləcə Nikolay Katanov Avropa tipli ali məktəblərdə yerli Sibir xalqlarından ilk professor olur. 1894-cü ildə isə onu Rusiya Coğrafiya Cəmiyyətinə həqiqi üzv seçirlər.

Nikolay Katanov dərs deməklə kifayətlənmir, elmi axtarışlarını davam etdirir, kadr hazırlığına diqqəti artırır. Böyük bacısı Marianın Qavril Leonteviç Tünitsevlə izdivacından olan ortancıl oğlu Nikolayı oğulluğa götürür, ona öz familyasını verir, təhsili və təlim-tərbiyəsilə məşğul olur. Nikola Qavriloviç Katanov da türkoloq kimi yetişir və 1926-cı ildə Bakıda keçirilən I Türkoloji Qurultayda iştirak edir.

1896–1898-ci illərdə dolaşaraq bölgə əhalisindən zəngin dialektoloji, etnoqrafik və folklor materialları toplayır. Topladığı materiallar əsasında "Başqırd dili" adlı əsərini yazır. N. Katanov yüzillər boyu ərəb əlifbasından istifadə edən başqırdlar üçün kiril qrafikası əsasında "Başqırd dilinin əlifbası" kitabını yaradır. Onu bu işə məcbur edən ərəb əlifbasında sait səslərin yazılmaması idi. Sait səslər yazılmadığına görə də türk dillərində ərəb əlifbasıyla yazılmış mətinləri doğru-düzgün oxumaq çətinlik törədirdi.

Elmi araştırmalarına və ekspedisyalarda fəal iştirakına görə onu 1898-ci ildə onu Kazan Unversitetinin nəzdindəki Arxeologiya, Tarix və Etnoqrafiya Cəmiyyətinə rəhbər və cəmiyyətin "Xəbərlər" adlı elmi jurnalına redaktor seçirlər. 1899-cu ilin martında isə "Deyatel" jurnalı üçüncü sayının üzqabığında Nikolay Katanovun fotoportretini verir.

Nikolay Katanov Qərbi Sibir türklərindən topladığı materialları türk dillərində danışan xalqların dil və dialektlərilə müqaisə edərək ortaya sanballı bir əsər qoyur. O, 1889-cu ilin mart ayından avqustuna kimi Tuvada ekispedisyada olur. Altı ayda yerli xalqlardan 1410 mətn toplayır ki, bunun da 1200 folklor mətnləri olur. Həmin mətinlər bu gün də dünya türkologiyasının qızıl fondu sayılır. Topladığı mətinlər əsasında "Uronxoy torpağının oçerkləri"ni, "Uronxoy dilinin başqa türk kökənli qohum dillərlə müqaisəli öyrənilməsi təcrübəsi" əsərlərini yazır. Sonuncu əsərə görə Peterburq Universitetinin elmi şurası Nikolay Katanova elmlər doktoru adı verir. Onun topladığı mətinlər sonradan Radlovun "Türk tayfalarının xalq ədəbiyyatı nümunələri" çoxcilidliyinin doqquzuncu cildinə daxil edilir.

16 il Arxeologiya, Tarix və Etnoqrafiya Cəmiyyətinə rəhbər vəzifəsini şərəflə daşıyan Nikolay Katanov içtimai işlərdə də fəallığı ilə seçilir. Rus cəmiyyətini sərxoşluğun məhvə apardığını görən böyük alim antialkoqol hərəkatının fəallarından birinə çevrilir. Onun "Deyatel" jurnalının səhifələrində sərxoşluq, içki düşgünlüyü əleyninə yazdığı məqalələr bir doktorluq dissertasiyası üçün mövzu ola bilər.

Elmdə böyük uğurlar qazanan Nikolay Katanovu Belçikanın Leven, Avstrya-Macarıstanın Budapeşd, Finlandiyanın Qelsinqfors şəhərlərindəki elmi cəmiyyətlərə üzv seçirlər. Rusiyadaki bir sıra elmi cəmiyyətlərə də üzv seçilən Nikolay Katanov qatı monarxiyapərəstliyinə, antisosialistliyinə görə müasirlərinin kəskin tənqidinə də məruz qalır. O uzun zaman Kazanda türk-tatar dillərində çap olunan qəzet-jurnalları, kitabları senzor edir. Hökumətin ona inamı o qədər güclü olmuşdur ki, hətta bəzən Qafqazda çap olunmalı kitabları, qəzet-jurnalları da rəy üçün ona göndəriblər.

Ata-babaları şaman inanclı olan Nikolay Katanov fədakar pravoslav missyoneri kimi də tanınmışdır. Hətta "Pravaslav müsahib" jurnalının "Dini xülasə" adlı əlavəsinə redaktorluq etməyi də ona tapşırırlar.

Monarxiyapərəstlikdə, dindarlıqda olduğu kimi o elmi-pedaqoji fəaliyyətdə də olduqca sərt mövqedə dayanmışdır. Buna görə də Kazan Universitetinin pofessor müəllim heyəti 1907-ci ildə müdafiə etmədən ona ikinci dəfə elmər doktoru adı verir. Katanovun tələbələri arasından Sergey Malov, Zəki Valid Toğan kimi böyük türkoloqlar yetişir.

Nikolay Katanov 1911-ci ildən Kazan Dini Akademiyasında işləməyə başlayır. 1917-ci ildə ölkədə baş verən dəyişikliklər, xüsusən 300 illik Romanovlar sülaləsinin hakimiyyətinə son qoyulması, Romanovların son nümayəndəsi II Nikolayın çar taxtından endirilməsi, onun ardınca bolşeviklərin etdiyi hərbi çevriliş ona sarsıdıcı təsir edir. O pedaqoji fəaliyyətini davam etdirməyə çalışsa da elmi işlə ən məhsuldar məşğul olmalı bir vaxtında bədbinliyə qapılır. Beləcə sağlamlığı da pozulur.

Böyük alim, zəhətkeş türkoloq ideoloji baxışlarına görə cəmiyyətdə artıq adama çevrilir. Yaşamını təmin etmək məqsədilə kitablarını və arxivini satır. Onun arxivi alınaraq İstanbula gətirilir. Bununla da Nikolay Katanovun arxivi həm məhv olmaqdaq qurtarılır, həm də dünya türkoloqlarının istifadəsinə verilmiş olur.

Nikolay Katanov 9 mart 1922-ci ildə vəfat edir.