Родился 6 декабря 1899 г. В 1916 г. вступил в труппу МХТ. В 1916-24 гг. был одновременно актёром 2-й студии МХТ. Первая роль Баталова - Петя ("Зелёное кольцо" Гиппиус, 1916 г); сыграл во 2-й студии роль Франца Мора. С комедийным блеском, ярким темпераментом, огромным обаянием исполнил роль Фигаро ("Безумный день, или Женитьба Фигаро" Бомарше).

Огромное сценич. обаяние Баталова, присущие ему оптимизм, острое чувство современности, искренность, природный юмор, темперамент особенно ярко проявились в роли простого русского парня Васьки Окорока ("Бронепоезд 14-69", 1927 г.), - "Горячий, буйный, веселый образ создает Баталов",- писал А. В. Луначарский ("Вечерняя Москва", 26 февраля 1927 г.). Большой мастер внутреннего перевоплощения, Баталов в 1929 г. создал глубоко сатирический образ анархиста-мародёра матроса Рубцова ("Блокада" Вс. Иванова). Среди ролей Баталова: Луп Клешнин ("Царь Фёдор Иоаннович" А. К. Толстого), Медведев ("На дне"), Лопахин ("Вишнёвый сад"). Последняя работа Баталова в театре - роль Собакевича ("Мёртвые души" по Гоголю, 1933 г.).


Для кино Баталова открыл Яков Протазанов - мэтр дореволюционного русского кинематографа, всегда умевший выбирать актёров и питавший особую любовь к Художественному театру и его артистам. В картине "Аэлита" Баталов сыграл красноармейца Гусева, готового не только к мировой революции, но и к межпланетной. Профессия у него такая - делать революцию. Из странноватой и эклектичной "Аэлиты" Баталов шагнул сразу в киноклассику. Он сыграл Павла Власова в фильме Всеволода Пудовкина "Мать" (по роману М. Горького, 1926 г.). Теплота и человечность, жизнеутверждающая сила, присущие искусству Баталова, отличали образ начальника трудовой коммуны Сергеева в первом советском звуковом фильме "Путёвка в жизнь" (1931 г.). Исполнил роль начальника строительства Лациса в фильме "Три товарища" (1935 г.). Со временем Баталову порядком надоели роли красноармейцев, героев гражданской. Говорят, что он отказался от роли Петьки в ставшем впоследствии культовом "Чапаеве". А потом жалел. Баталов мечтал сыграть Пушкина, сохранились фотографии актёра в гриме поэта… Сам делал наброски сценария о нём. Но этой роли, как многим и другим, не суждено было исполниться. Так случилось, что Николай Баталов сыграл в кино всего десять ролей. Десять ролей за тринадцать лет… Этот могучий с виду и жизнерадостный человек тяжело и мучительно болел. Ещё в 1923 году Николай Баталов заболел туберкулёзом. А в 1937-м, 10 ноября, актёр скончался, так и не пережив роковой возраст - тридцать семь лет.


За год до смерти Николай Баталов был на лечении в Италии. В одном из писем он написал: "У Леонардо да Винчи я всегда восторгался его гениальными тонами неба, фона у его Мадонны, но полагал, что эти тона - его фантазия, и вот, два дня тому назад, при закате солнца было точно такое небо - бирюзовое, зеленоватое, оранжевое!".

Похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище.

Был женат на актрисе Ольге Андровской (1897-1975).

Брат - актёр и режиссёр Владимир Баталов (1902-1964).

Племянник - актёр, режиссёр, народный артист СССР Алексей Баталов (р.1928).

Зять - народный артист РСФСР Пётр Чернов (1917-1988).