Будущий актёр появился на свет 3 августа 1946 в Москве. Творческие данные маленький Коля унаследовал от бабушки с дедушкой — они были бродячими артистами и колесили по стране с передвижным театром. Детство мальчика прошло в звёздной коммуналке — его соседом был знаменитый актёр Борис Ливанов, на которого юный Бурляев мечтал быть похожим.
Большое влияние на Николая оказали два его старших брата. Гена всерьёз увлекался шахматами и брал младшего Колю в помощники на турнирах. Впоследствии Геннадий Бурляев получил звание мастера спорта и стал одним из лучших мастеров шахматного блица. Средний брат Боря ещё в юности начал сниматься в кино, появился в фильмах «Судьба барабанщика» и «Два друга», а затем избрал литературное поприще и прославился как поэт под псевдонимом Борис Свободин.
С лёгкой руки брата на съёмочную площадку впервые попал и Николай Бурляев. Мир кино захватил юношу, он грезил однажды появиться на большом экране, но на пути к мечте было одно серьёзное препятствие — в детстве Колю сильно напугали и с тех пор он стал заикой. Семья уже решила, что младший сын будет архитектором, но тяга Николая к сцене победила. Он сумел исправить дикцию, а вскоре ему улыбнулась удача: режиссёр Андрей Кончаловский пригласил 15-летнего Колю на главную роль в своей курсовой работе «Мальчик и голубь».
Кончаловский остался доволен работой юного актёра и порекомендовал его своему другу Андрею Тарковскому, который готовился снимать свою первую полнометражную ленту «Иваново детство». Бурляев пронзительно сыграл подростка, которого война заставила повзрослеть раньше времени. Обе картины с участием актёра-дебютанта имели огромный успех на Венецианском кинофестивале 1962 года и получили престижные награды — Золотого и Бронзового Льва.
С тех пор судьба Николая Бурляева была определена. Он поступил сразу на второй курс Щукинского училища, параллельно продолжая сниматься в кино. Начинающий актёр вновь поработал с Тарковским на съёмках «Андрея Рублёва», исполнил главную роль в мелодраме «Мама вышла замуж», предстал в экранизации «Игрока» авторства Алексея Баталова, блеснул в образе киномеханика в «Военно-полевом романе». В середине 90-х актёр перевоплотился в Иешуа Га-Ноцри в экранизации «Мастера и Маргариты» Юрия Кары.
После этого в карьере Булярева наступил небольшой перерыв. Он триумфально вернулся на экраны в конце 2000-х, сыграв императора Николая II в исторической ленте «Адмиралъ». После этого актёр появился в образе графа Толстого в картине Натальи Бондарчук «Гоголь. Ближайший» и с тех пор больше не снимается в кино. Он и сам пробовал себя на режиссёрском поприще: снял несколько картин, среди которых — биографическая драма «Лермонтов» и экранизация романов мастера русской прозы Василия Белова «Всё впереди».
Впервые Николай Бурляев женился ещё в 20 лет. Его избранницей оказалась 19-летняя студентка Наталья Варлей. Девушка давно была влюблена в мальчика из фильма «Иваново детство» и даже подумать не могла, что однажды он станет её мужем. Однако молодожёны оказались не готовы к семейной жизни: оба почти не бывали дома и вскоре совсем отдалились друг от друга. Сама Наталья впоследствии называла этот брак детским.
Вскоре в жизни Николая Бурляева появилась ещё одна Наталья — Бондарчук. Они встретились на съёмках ленты «Как закалялась сталь», а сблизились при довольно грустных обстоятельствах: режиссёр довёл актрису до слёз, и Бурляев пригрозил убить обидчика, если тот ещё раз позволит себе такое отношение к красавице. После этого актёры лишились своих ролей в фильме, зато обрели нечто большее. Они были вместе 17 лет и стали родителями сына Ивана и дочери Марии. Иван стал актёром и композитором, пишет музыку для кино, Мария служит в Театре имени Маяковского. Николай Бурляев и Наталья Бондарчук сохранили дружеские отношения — актёр снимается в фильмах бывшей жены, а она участвует в его кинофестивалях.
После развода с Бондарчук в жизни Бурляева случился непродолжительный роман с Татьяной Злоцкой, от которого у актёра появился сын Георгий. Однако Татьяна не приняла детей Николая от предыдущего брака, что стало точкой в их отношениях. Сегодня повзрослевший Георгий Бурляев живёт в Минске и работает юристом.
Долгожданное счастье Николай Бурляев обрёл в третьем браке. С актрисой Ингой Шатовой, которая была младше на 21 год, он познакомился при подготовке фестиваля «Золотой Витязь». Поначалу девушка просто помогала знаменитому начальнику в вопросах организации, и лишь спустя полтора года Бурляев раскрыл свои чувства. Ради семьи перспективная актриса отказалась от карьеры и полностью посвятила себя мужу и детям — Илье и Дарье. Сын Илья получил диплом строительного института, но решил избрать духовный путь — он служил в Донском монастыре, а Дарья окончила дирижёрско-хоровое отделение консерватории.
Сегодня Николая Бурляева не увидишь в новых кинопроектах — он всецело занят общественной и организаторской деятельностью. Актёр является глубоко верующим человеком, имеет множество религиозных наград и постоянно поднимает темы нравственности и морали. Бурляев выступает за введение цензуры в области искусства и резко критикует однополые отношения в современном шоу-бизнесе. Ему принадлежит знаменитая фраза: «Угодно грешить — пожалуйста, в подворотню».
