Николай Зацепин родился 5 декабря (23 ноября по старому стилю) 1818 года в Романовском уезде Ярославской губернии, в дворянской семье. Николай обучался в Главном инженерном училище и окончил курс офицерских классов. Он был выпущен в 1837 году на действительную службу в лейб-гвардии Сапёрный батальон прапорщиком с оставлением при училище. В 1841 году Николай был командирован на Кавказ, где в годы Кавказской войны участвовал в нескольких сражениях с горцами. В 1844 году за боевые отличия при покорении Акуши и Цудакара он был награждён орденом Святой Анны 3-й степени с бантом.
Николай был учеником К.П. Брюллова.
С 28 января 1847 года Николай был штабс-капитаном и с 28 января 1849 года – капитаном. Зацепин сочетал военную службу с художественным творчеством, что делает его фигуру уникальной в истории русского искусства и военной истории XIX века. С 27 сентября 1849 года он являлся почётным вольным общником Императорской Академии художеств, от которой он неоднократно получал поощрительные награды. К началу Крымской войны он был в чине полковника (с 30 марта 1852 года). Он автор работ «Портрет пожилой женщины», «Молящаяся девушка», «Портрет Ф.А. Уварова», «Портрет графини В.Н. Ростовцевой», «Натюрморт с овощами» (1841), «Монастырки на клиросе» (1852) и «Иван Сусанин» (1853, не закончена). С 11 апреля 1854 года Николай Константинович командовал 3-м сапёрным батальоном, принимал деятельное участие в укреплении Севастополя и в его геройской обороне.
Николай Зацепин регулярно принимал участие на ежегодных выставках Императорской Академии художеств в 1849–1855 годах. В 1853 году на выставке Императорской Академии художеств он представил картину «Монастырки на клиросе».
Работы Николая Зацепина находятся в Государственном Русском музее. Местонахождение других работ – неизвестно.
Николай Зацепин убит 22 мая (10 по старому стилю) 1855 года двумя пулями в шею.
