Николай Райнов завършва Духовната семинария в София (1908) и следва философия в Софийския университет до 1911, но е принуден да прекъсне поради липса на средства. Работи като писар в Провадия; участва в Първата световна война като военен кореспондент; през 1919 завършва Държавното художествено-индустриално училище в София. Същата година предприема дълго пътешествие из Египет, Сирия, Палестина, Гърция и Италия. Работи като главен библиотекар в Народната библиотека в Пловдив (1922–1927). Главен редактор е на сп. „Зеница“ през 1922 и сп. „Орфей“ през 1926. През 1925–1927 г. е командирован в Париж, за да се запознае с паметниците на класическото изкуство и култура. Професор по история на изкуството в Художествената академия, академик от 1945, дописен член на Българския археологически институт от 1925. Един от основателите и пръв директор на Института за литература при БАН (1948–1949).
Николай Райнов е енциклопедична фигура с разностранни интереси и изключителна продуктивност: приживе е издал над 100 авторски книги, изявява се като прозаик, поет, художник, историк и теоретик на изкуството, един от най-прочутите публични лектори, занимава се с фолклор и етнография, сред най-задълбочените познавачи на езотеричната философия, религията и световната митология.
Николай Райнов е един от първомайсторите в приказния жанр, като освен на оригинални приказки е автор и на 30 сборника с преразказани български и чуждестранни народни приказки. Превежда активно – впечатляващи примери са поредицата „Приказки от цял свят“ и „Тъй рече Заратустра“ от Фр. Ницше. Автор е на редица студии и статии за естетическите принципи на изкуството, като някои от тях имат ключово значение за развитието на българския модернизъм.