Николай Диденко родился в 1976 году в Москве. С семи лет обучался в Хоровом училище имени А. В. Свешникова и Детской музыкальной школе имени В. В. Стасова по классу скрипки. Окончил Академию хорового искусства имени В. С. Попова (2001) и аспирантуру академии (2003, класс Дмитрия Вдовина).
В 2002–2003 гг. – солист Московского театра «Новая опера» имени Е.В. Колобова. В 2003–2005 гг. – солист Хьюстонской Большой оперы. С 2003 года выступает в крупнейших оперных театрах и концертных залах Москвы и Санкт-Петербурга, Зальцбурга, Берлина, Парижа, Лондона, Барселоны, Мадрида, Копенгагена, Кёльна, Варшавы, Нью-Йорка, Вашингтона, Хьюстона и др. С 2013 года – приглашенный солист Государственного академического Большого театра России.
В репертуаре певца – партии в операх «Юлий Цезарь и Клеопатра» Генделя, «Волшебная флейта», «Идоменей, царь Критский», «Милосердие Тита» и «Дон Жуан» Моцарта, «Риголетто», «Трубадур», «Дон Карлос», «Бал-маскарад», «Аида», «Фальстаф», «Сила судьбы» и «Симон Бокканегра» Верди, «Севильский цирюльник», «Золушка» и «Турок в Италии» Россини, «Тоска», «Мадам Баттерфляй», «Турандот» и «Богема» Пуччини, «Сомнамбула», «Капулети и Монтекки» и «Норма» Беллини, «Троянцы» Берлиоза, «Ромео и Джульетта» Гуно, «Евгений Онегин» Чайковского, «Борис Годунов» Мусоргского, «Моцарт и Сальери» Римского-Корсакова и др.
Выступал с известными певцами, среди которых Эдита Груберова, Николай Гяуров, Мирелла Френи, Джун Андерсон, Рамон Варгас, Владимир Галузин, Мария Гулегина, Массимо Джордано, Лора Клейкомб, Матти Сальминен, Брин Терфель, Рене Флеминг, Федерика Фон-Штаде и др. Среди дирижеров, с которыми сотрудничал певец, – Рудольф Баршай, Эдоардо Мюллер, Геннадий Рождественский, Нелло Санти, Антонелло Аллеманди, Марко Армильято, Энрике Маццола, Патрик Саммерс, Александр Анисимов, Валерий Гергиев, Михаил Плетнёв, Василий Синайский, Владимир Спиваков, Владимир Федосеев, Владимир Юровский, Кирилл Карабиц и др.
В 2017 году запись сочинения Dies Illa Пендерецкого с участием Николая Диденко награждена «Грэмми».
С 2005 года Николай Диденко – художественный руководитель благотворительного проекта «Белый пароход», направленного на творческое развитие одаренных детей с ограниченными возможностями, сирот, детей из социально неблагополучных и малообеспеченных семей. С 2017 года – президент фонда поддержки одаренных детей и молодежи «Белый пароход». Член президиума Всероссийского хорового общества.
