Николай Семенович Вениаминов родился 18 мая (5 мая по старому стилю) 1905 года в селе Недойка Могилёвской губернии (ныне деревня Недойка Буда-Кошелёвского района Гомельской области, Республика Беларусь).

В 1922 поступил в Гомельский педагогический техникум, готовился стать учителем истории. Осенью 1928 года был призван в Красную Армию и направлен для прохождения службы в 191-й артиллерийский полк Ленинградского военного округа. По окончании действительной службы был оставлен в армии в должности начальника библиотеки 40-го артиллерийского дивизиона.

В 1932 г. в составе 4 дивизиона ПВО был направлен в Особую Краснознамённую Дальневосточную армию, где служил политруком батареи, начальником клуба, комиссаром дивизиона.

В мае 1936 года поступил на учебу в Военно-политическую академию имени Ленина в Ленинграде, которую окончил в 1939 году.  После окончания академии был назначен Главным политическим управлением на должность начальника отдела ВУЗов полит­управления Харьковского военного округа, а затем был переведен на работу в Сумское артиллерийское училище начальником отдела полит­пропаганды.

Во время войны был комиссаром училища, участвовал в боях за Конотоп в составе Сводного отряда войск Харьковского военного округа на Юго-Западном фронте. После небольшого перерыва, во время которого участвовал в работе по подготовке кадров, был направлен на формирование 22-й Артиллерийской Дивизии прорыва. Прошел в её составе боевой путь от Гомеля до Берлина.

После окончания Великой отечественной войны служил в Потсдаме в составе советских оккупационных войск в Германии до мая 1949 года, когда по замене был направлен в Ленинградский военный округ (г. Луга) на должность начальника политотдела 27-й артиллерийской дивизии.

В январе 1954 был назначен начальником политотдела Ленинградского артиллерийского училища. В 1956 году уволен в запас, жил в Ленинграде.

Награжден двумя орденами Красного Знамени, двумя орденами Красной Звезды, орденом Ленина, орденом Отечественной войны I степени, медалями.