Николай Иванович Железнов родился в 1816 году в семье дворянина. Никто в семье Железновых не мог даже подумать о том, что Николай обладает талантом учёного-исследователя и со временем превратится в крупного учёного с мировым именем. В 1834 году молодой человек, после окончания горного училища, поступил на физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета. Здесь с интересом Н.И Железнов занимается естественными науками, но больше других научных дисциплин уделяет внимание ботанике. В 1838 году Н.И. Железнова постигли две неудачи. Первая была связана с участием молодого ученого в экспедиции в Среднюю Азию, к которой его прикрепили. Но затем поездку отменили. Не взяли Н.И. Железнова и во французскую полярную экспедицию, куда он очень стремился. Но, несмотря на все неудачи, Н.И. Железнов продолжает работать в научной сфере, отдавая предпочтение ботанике. Последующие годы ученый усиленно занимается наукой, в результате чего в 1840 году получает степень магистра, а в 1842 году степень доктора за успешную работу в области эмбриологии высших растений.
В 1842 году Н.И. Железнова командируют за границу. Цель поездки состояла в подготовке к занятию кафедры сельского хозяйства. В ноябре 1845 года Железнов вернулся из заграничной поездки, после чего был назначен адъюнктом на кафедре сельского хозяйства Санкт-Петербургского университета. Летом 1846 года Н.И. Железнов был отправлен в поездку по центральным регионам России и Поволжью с целью изучения почв и состояния землепользования. Осенью 1847 года Железнова переводят на должность экстраординарного профессора кафедры сельского хозяйства и лесоводства Московского университета. С этого момента ученый посвящает себя изучению сельского хозяйства, не забывая о бережно любимой им ботанике. В 1853 году Н.И. Железнов покинул Московский университет в связи с избранием его адъюнктом Императорской Санкт-Петербургской Академии наук по разделу физиология растений, а в 1857 году он стал экстраординарным академиком. В эти годы Н.И. Железнов ставит множество экспериментов по выращиванию растений на мелиорированных землях. Публичные сообщения о результатах экспериментов вызвали большой интерес в научном мире.
Кроме того Н. И. Железнов принимал активное участие в вопросе освобождения крестьян от крепостной зависимости. Он был полномочным представителем от правительства. С 1858 по 1861 год на долю Н.И. Железнова выпала тяжёлая обязанность борьбы за идею о наделении освобождаемых крестьян землей. Скончался Николай Иванович Железнов в 1877 году в Санкт-Петербурге. В память о нем 12 декабря 2006 года на Лиственничной аллее Сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева был установлен памятник-бюст, созданный скульптором Л.Н. Матюшиным