Николай Райнов е роден в търновското село Кесарево на 1 януари 1889 година в семейството на македонския българин, деец за национално освобождение Иван Райнов. Брат е на художника Стоян Райнов, професор по керамика и баща на видния скулптор Боян Райнов, както и на писателя Богомил Райнов. Завършва Духовната семинария в София - 1908г. Започва да следва философия в Софийския университет през 1911г. В 1912 година при избухването на Балканската война, още студент Райнов се записва доброволец в Македоно-одринското опълчение и служи в I рота на X Прилепска дружина. Участва в Първата световна война като военен кореспондент към Девета плевенска пехотна дивизия на Дойранския участък от отбранителната линия на Южния фронт.
Завършва Държавно художествено-индустриално училище в София (1919).
Пише поезия, белетристика, културологични произведения в областта на историята на изобразителното изкуство, фолклора, етнографията; сътрудничи на периодичния печат; проучва много паметници на културата; публикува редица статии за изкуството и литературата. Главен редактор на списанията „Зеница“ и „Орфей“, вестниците „Камбанар“ и „Анхира“. Първата му книга „Богомилски легенди“ (1912) е публикувана с псевдонима Аноним. Няколко месеца по-късно Антон Страшимиров публикува голяма рецензия за книгата в две последователни книжки на списание „Наш живот“ (кн. 9 – 10), наричайки автора „творчески талант с облик, какъвто досега не сме имали“, а дебюта му – „събитие“. В периода 1918 – 1919 г. сътрудничи на Гео Милев, като пише редица статии за неговото списание „Везни“. Същата година издава няколко книги: „Видения из древна България“, „Книга за царете“, „Очите на Арабия“, „Слънчеви приказки“, „Между пустинята и живота“, поемата „Градът“. Прави второ издание на „Богомилски легенди“, разширено издание на „Книга на загадките“, превежда „Тъй рече Заратустра“ на Фридрих Ницше. През 1919 г. се отправя на голямо пътешествие в Египет, Сирия, Палестина, Мала Азия. През периода 1922 – 1927 г. работи като главен библиотекар в Народната библиотека в Пловдив. Командирован е за 2 години в Париж, за да се запознае с паметниците на културата във френската столица. Когато се завръща, приема преподавателско място в Художествената академия в София, където е професор по история на изкуството от 1927 до 1950 г.
Написал е и книгата „Светите братя“. През 1930 г. основава Българската асоциация „Рьорих“.
Професор по история на изкуството в Художествената академия в София (1927 – 1950).

/част от колекция/