Николай Ухтомский родился 29 января (10 февраля) 1895 года в княжеской семье статского советника, главы Симбирской уездной управы, предводителя дворянства Симбирского уезда Симбирской губернии князя Александра Николаевича Ухтомского и дочери симбирского литератора В. Н. Назарьева — Анны Валериановны. Окончил Симбирскую гимназию. Поступил в Петроградский университет, курса не окончил из-за войны с Германией.

В 1917 году окончил Николаевское кавалерийское училище, поступил на военную службу и принял участие в Первой Мировой войне в составе Литовского 5-го уланского полка.

Николай Ухтомский оставался на Северном фронте до самого его распада в 1918 году. Осенью 1918 года он оказался участником Гражданской войны на стороне белых в качестве личного адъютанта полковника Степанова, командующего северной группы войск в Казани после освобождения её от большевиков. После Казанского похода Ухтомский состоял личным адъютантом командира Ударного корпуса и до конца 1919 года участвовал в боях на Урале.

В 1920 году из Красноярска Н. А. Ухтомский прибыл в Харбин, а в 1922 году выехал в Германию. В 1929 году вернулся в Харбин, где занимался журналистикой. Характеризовался как «убежденный враг коммунизма и сторонник сильной белой власти».

В 1945 году интернирован в СССР. 30 августа 1946 года осуждён вместе с атаманом Г. М. Семёновым, К. В. Родзаевским и другими. Был одним из двух обвиняемых, приговорённых не к смертной казни, а к лишению свободы — 20 лет лагерей. Умер в «Речном лагере» под Воркутой.