Начал профессионально заниматься музыкой в раннем детстве. В 1982 году в семилетнем возрасте был принят в Московское хоровое училище имени А.В. Свешникова, параллельно в музыкальную школу имени Стасова по классу скрипки. В 1996 продолжил образование в Академии хорового искусства имени В.С. Попова. В 2003 году там же окончил аспирантуру в классе профессора Дмитрия Вдовина.

В сезоне 2002–2003 – ведущий солист Московского театра «Новая Опера» им. Е.В. Колобова. С 2003 по 2005 – солист Хьюстонской Гранд Опера (США). С 2013 года – приглашённый солист Государственного академического Большого театра России. Также является приглашённым солистом Мариинского театра.

Лауреат премии «Грэмми».

Выступает на ведущих мировых оперных сценах. С 2003 года дебютировал на сценах оперных театров и концертных залов Нью-Йорка, Вашингтона, Хьюстона, Парижа, Лондона, Берлина, Барселоны, Мадрида, Копенгагена, Кёльна, Варшавы, Зальцбурга, Санкт-Петербурга, Москвы и других.

Исполнял партии в операх «Моцарт и Сальери» (Н.А. Римского-Корсакова), «Риголетто», «Трубадур», «Дон Карлос», «Бал-маскарад», «Аида», «Фальстаф», «Сила судьбы», «Симон Бокканегра» (все оперы – Дж. Верди), «Евгений Онегин» (П.И. Чайковского), «Тоска», «Мадам Баттерфляй», «Турандот», «Богема» (все оперы – Дж. Пуччини), «Юлий Цезарь» (Г.Ф. Генделя), «Севильский Цирюльник», «Золушка», «Турок в Италии» (все оперы – Дж. Россини), «Волшебная Флейта», «Идоменей», «Милосердие Тита», «Дон Жуан» (все оперы – В.А. Моцарта), «Маленький принц» (Л. Клиничева), «Ромео и Джульетта» (Ш. Гуно), «Троянцы» (Г. Берлиоза), «Сомнамбула», «Капулетти и Монтекки», «Норма» (все оперы – В. Беллини), «Борис Годунов» (М.П. Мусоргского) и других.

Исполнял оперные партии и участвовал в концертах со знаменитыми певцами: Рамоном Варгасом, Рене Флеминг, Николаем Гяуровым, Миреллой Френи, Эдитой Груберовой, Федерикой Фон-Штаде, Владимиром Галузиным, Марией Гулегиной, Джун Андерсон, Брин Терфилем, Матти Сальминеном, Массимо Джордано, Лорой Клейкомб и другими; под управлением дирижёров Антониелло Аллеманди, Патрика Саммерса, Эдоардо Мюллера, Нелло Санти, Энрике Маццола, Марко Армильято, Владимира Федосеева, Владимира Спивакова, Рудольфа Баршая, Василия Синайского, Александра Анисимова, Владимира Юровского, Михаила Плетнёва, Геннадия Рождественского, Валерия Гергиева и других.

В 2017 году запись сочинения К. Пендерецкого "Dies Illa" с участием Николая Диденко удостоена «Грэмми».

С 2005 года Николай Диденко является художественным руководителем благотворительного проекта «Белый Пароход», направленного на творческое развитие и реабилитацию музыкально одарённых детей с ограниченными возможностями здоровья, сирот, детей из социально неблагополучных, неполных, многодетных, малообеспеченных семей.
С 2017 – президент фонда поддержки творчески одарённых детей и молодёжи «Белый Пароход» и член президиума Всероссийского Хорового общества.

В 2024 году стал лауреатом Государственной премии Президента РФ в области литературы и искусства за произведения для детей и юношества.

октябрь 2025