Член Коммунистической партии с 1903. В 1912 окончил юридический факультет Московского университета, после чего работал помощником присяжного поверенного. Одновременно вёл нелегальную партийную работу. После Октябрьской революции был членом бюро Московского окружного комитета РСДРП(б). Затем работал в партийной печати, был редактором ряда газет и членом редакционной коллегии издания сочинений В. И. Ленина. С 1922 был помощником Прокурора РСФСР. С 1923 работал в Верховном Суде РСФСР, в 1928–37 в Верховном Суде СССР, в том числе был председателем гражданско-судебной коллегии.

Вместе с Н.Н.Овсянниковым похоронены:
Фёдоров Владимир Михайлович (1910–1956), директор Московского шинного завода;
Овсянникова Елена Ивановна (1887–1970), жена Н.Овсянникова;
Овсянникова Ирина Николаевна (1909–1975), служащая, жена В.Фёдорова.