Николай Николаевич Петин родился в 1876 году в Вологде в семье офицера. Русский
Окончил Николаевское инженерное училище в Санкт-Петербурге.
Окончил Николаевскую академию генштаба (1907; по 1-му разряду), был причислен к генеральному штабу.
Участник русско-японской и Первой мировой войн.
В Русской армии был командиром полка, начальником штаба дивизии и корпуса. В 1916 году занимал должность начальника отделения управления генерал-квартирмейстера штаба армии, генерального штаба полковник.
В 1917 году исполнял должность генерал-квартирмейстера Юго-Западного фронта.
В конце 1917 г. перешёл на сторону красных
Августе 1918 г. - в Архангельске высадились войска союзников - англичан, большевики, заключившие мир с Германией, тали воевать против союзников, Реввоенсовет назначил Петина на пост начальника штаба VI Армии. Под руководством Петина была разработана и проведена Шенкурская операция. Её итогом стало освобождение г. Шенкурска и поражение англичан, что создало благоприятные предпосылки для установления на Севере советской власти. В мае 1919 назначен начальником штаба Западного фронта.
22 декабря 1920 приказом № 18 командующего Вооружёнными Силами Украины и Крыма Полевое управление Юго-Западного фронта и управление КиевВО сливаются в новое управление КиевВО. Командующим войсками округа назначен Егоров А.И., начальником штаба назначен Петин Н.Н.
В апреле—ноябре 1921 гг. - командующий войсками Киевского военного округа.
В 1921 году награждён орденом Красного знамени за "талантливую разработку всех оперативных соображений в должности начальника штаба фронта".
С мая 1930 назначен инспектором инженерных войск РККА. Под руководством Петина в пограничных округах на Дальнем востоке шло строительство дорог и военно-морских баз, объектов береговой обороны.
С декабря 1934 года начальник Инженерного управления РККА.
Расстрелян 7 октября 1937 года. Прах захоронен на Новом Донском кладбище
1956 г. - реабилитирован
Жил по адресу: Большой Ржевский пер., дом 11 (район Арбат)
Полковник в русской армии
Комкор в РККА (1935).
Государственные награды:
Российской империи
Орден Святого Станислава 3-й степени (1901)
Орден Святой Анны 3-й степени (1905)
Орден Святого Станислава 2-й степени (1911)
Орден Святого Владимира 4-й степени с мечами и бантом (1915)
Орден Святого Владимира 3-й степени (1916)
мечи к ордену Святого Владимира 3-й степени (1917)
СССР
Орден Ленина (1936)
Орден Красного Знамени (1921)
Память:
табличка проекта "Последний адрес": Большой Ржевский пер., дом 11 (район Арбат)