Николай Степанович Пименов родился 24 ноября (6 декабря) 1812 года в семье знаменитого скульптора Степана Степановича Пименова. Понятно влияние отца на жизненный путь сына. Именно в мастерской Степана Степановича Николай и получил первые знания и навыки в работе. Когда мальчику исполнилось тринадцать лет, отец отдал его в Академию художеств. Уже через два года он получает серебряную медаль второго достоинства за рисунок с натуры, а ещё через три у Николая — высшая из возможных наград — серебряная медаль первого достоинства за лепку с натуры.

Свои последние годы Николай обучается у профессора С. И. Гальберга. В 1833 году, когда Пименов заканчивает Академию, у него умирает отец. На Николая как старшего сына ложится теперь забота о семье. Несмотря на это, Пименов успевает в срок выполнить программу, заданную выпускникам Академии, — барельефную композицию на тему: «Гектор упрекает Париса за то, что он, оставшись с Еленою, не участвовал в сражении греков под Троей». Это произведение — свидетельство творческой зрелости молодого мастера.

За эту работу Пименову присуждается Вторая золотая медаль. Николай оканчивает курс обучения в числе десяти лучших выпускников. Его оставляют при Академии для дальнейшего усовершенствования. Став пенсионером при Академии, Пименов выполняет ряд заказов на скульптурные произведения, обращаясь при этом к области скульптурного портрета. Наряду с основной работой скульптор часто занимался исполнением рисунков и живописных произведений.

Слава пришла к Пименову довольно быстро. В 1836 году на очередной выставке в Петербургской академии художеств появились две превосходно выполненные статуи необычной тематики для скульптуры того времени: «Парень, играющий в бабки» и «Парень, играющий в свайку». Их исполнили недавние выпускники Академии Николай Пименов и Александр Логановский.

Среди почётных гостей, посетивших академическую выставку, был Александр Сергеевич Пушкин. Александр Сергеевич сразу же обратил внимание на статуи молодых скульпторов.

«Слава богу, наконец, и скульптура в России явилась народная», — воскликнул поэт. Президент Академии художеств А. Н. Оленин тут же представил Пушкину Пименова. Как вспоминал впоследствии сам скульптор, Пушкин с большим волнением пожал обеими своими руками руку молодого скульптора, назвав его «собратом» и пригласив заходить к себе. Поэт тут же набросал в записной книжке два четверостишия, посвящённых новым произведениям русской скульптуры. Вот что было написано на листке, полученном Пименовым:

Юноша трижды шагнул, наклонился, рукой о колено

Бодро опёрся, другой поднял меткую кость.

Вот уж прицелился… Прочь! Раздайся, народ любопытный,

Врозь расступись; не мешай русской удалой игре.

«Изображая „Парня, играющего в бабки“, — отмечает И. М. Шмидт, — Н. С. Пименов стремился передать прежде всего красоту и силу русского человека. В фигуре крестьянского парня, с увлечением отдавшегося игре, чувствуется действительно большая внутренняя и физическая сила, смелость и широта русской натуры, отмеченные Пушкиным.

Обращает на себя внимание превосходная реалистическая передача обнажённого мускулистого человеческого тела, свободная как от заглаженности и сухости позднеакадемических статуй, так и от натуралистической детализации. Большое значение имеет мастерски найденное композиционное решение статуи: свободный пространственный разворот тела играющего сочетается здесь с большой устойчивостью, крепостью постановки фигуры. Отмечая достоинства статуи Пименова, современники обращали особое внимание на живость и непринуждённость движений „играющего в бабки“, отмечали наблюдательность молодого скульптора. Убедительно передано и само лицо парня, круглое, немного скуластое, обрамлённое густой шапкой волос, подстриженных „в скобку“. Выразительность лица ещё более усиливается благодаря прищуренному левому глазу игрока. Заметим кстати, что подобная „вольность“ явно шла вразрез с установками строгого академического классицизма в скульптуре».

Работы молодых скульпторов получили достойную награду — Большие золотые медали.

В 1837 году скульптор отправляется в Италию. В Риме и во Флоренции Пименов изучает классическое искусство, много занимаясь лепкой с натуры. Он знакомится с деятельностью ряда современных скульпторов.

В 1842 году Пименов создаёт статую «Мальчик, просящий милостыню». По свидетельству одного из русских художников, современников скульптора, «Мальчик, просящий милостыню» Пименова «стяжал похвалу всего художественного мира в Риме; им восхищались лучшие иностранные художники, которые ставили его наравне с древнегреческими статуями». «Мальчика» отметил и живший в Риме художник Александр Иванов.

Статую отличает прежде всего большое мастерство в передаче обнажённой фигурки ребёнка. Весьма непосредственно и правдиво переданы поза и движение рук стоящего мальчика, выражающие просьбу о помощи и в то же время робость и смущение.

В 1844 году за это произведение Пименову единогласно присваивается звание академика.

Интенсивно в тот период идёт развитие реалистического направления в так называемой малой пластике. Пименов здесь — один из первых. Наибольшей известностью из мелких произведений Пименова пользуется портретная статуэтка Всеволожского (1844).

«Скульптор изобразил здесь молодого человека несколько щеголеватого вида, сидящего опершись на свою тросточку (ныне отбитую), — пишет И. М. Шмидт. — Обращает внимание свободная, естественная поза сидящего Всеволожского. Одна нога его вытянута вперёд, лицо повёрнуто в сторону и смотрит немного вверх, что придаёт всему образу значительную живость. Поза и общий вид сидящего с тросточкой молодого человека будут не вполне понятны, если не обратить внимание на то, что изображённый Всеволожский, оказывается, сидит на обломке античной колонны. Заметившему это станет ясно, что скульптор изобразил Всеволожского на прогулке, осматривающим один из полуразрушенных архитектурных памятников Древнего Рима. Интересно, что на это указывает здесь ещё одна деталь: под ногами сидящего Пименов изобразил не просто ровную поверхность пола или земли, а каменные плиты».

Очень интересна другая статуэтка Пименова — это портрет неизвестного, сидящего в кресле (1844). В отличие от статуэтки Всеволожского в данном произведении проявляется очень тщательная детальная проработка фигуры сидящего, его лица и одежды.

Живя в Италии, скульптор с большим увлечением работал над проектами для одной из площадей Москвы, так называемого «Фонтана богатырей». Он, как и многие другие проекты скульптора, так и не был осуществлён.

Осенью 1850 года Пименов возвращается на родину. Таким образом, начинается последний и наиболее значительный период творчества скульптора.

В Петербурге скульптор работает над скульптурными композициями «Воскресение» и «Преображение». Отлив из бронзы, их поместили в аттиках малых иконостасов внутри Исаакиевского собора. В этих произведениях особо заметно стремление Пименова к большей простоте и ясности построения монументальных групп.

За исполнение этих превосходных композиций Пименову в 1854 году присвоили звание профессора. Вскоре его назначают на должность штатного профессора скульптуры Академии художеств.

Ещё продолжались работы для Исаакиевского собора, когда Пименов увлекается идеей создания памятника выдающемуся русскому флотоводцу адмиралу М. П. Лазареву в Севастополе.

И. М. Шмидт пишет: «Герой-флотоводец представлен скульптором как бы стоящим на мостике боевого корабля. Смотря вперёд, он положил правую свою руку на подзорную трубу, которую поддерживал локтем другой руки. М. П. Лазарев изображён одетым в парадный военно-морской мундир („в вицмундире старой формы“, как указывал сам Пименов), без шинели и фуражки, с кортиком у пояса. Одна нога его согнута в колене и выдвинута вперёд. Голова чуть повёрнута вправо.

Обращает внимание отчётливо переданное портретное сходство — широкое, мужественное лицо адмирала с энергичным и в то же время немного суровым выражением.

Давая чёткую пластическую проработку всей фигуры, скульптор отнюдь не впадает в сухость и излишнюю детализацию, удачно сочетая точность реалистического изображения с известной обобщённостью форм монументального произведения. Очень естественная, ненатянутая поза стоящего адмирала сохраняла вместе с тем общую значительность и величавость, столь важные для монументальных статуй».

В последние годы своей жизни Николай Степанович много работал по поручению морского министерства, создавая модели фигур, предназначенных для украшения носовых частей новых кораблей. Скульптор выполнил фигуры для кораблей «Александр Невский», «Дмитрий Донской», «Ослябя», «Пересвет», «Варяг». Пименову великолепно удаётся решить задачи монументально-декоративного характера фигуры, помещаемые на носу корабля, отличались общей величавостью, чётким, ясным силуэтом, динамичностью.

Резкое ухудшение здоровья заставило Николая Степановича в конце лета 1864 года уехать за границу для лечения. Но ожидаемого эффекта это не принесло. Совсем больной, Пименов возвратился обратно в Петербург, где и скончался 5 (17) декабря 1864 года.

После смерти в мастерской скульптора осталось много произведений, должных быть отмеченными. Это аллегорические композиции «Милосердие», «Закон», статуэтки «Слава», терракотовая фигура «Каин». Они — ещё одно свидетельство большого дарования и мастерства скульптора. Они ещё раз говорят о его тонком чувстве ритма в композиции, о внимательнейшем изучении и превосходном знании человеческого тела.

Николай Степанович был учителем многих известных скульпторов: М. М. Антокольского, М. А. Чижова, М. В. Харламова, Ф. Ф. Каменского, М. П. Попова, И. И. Подозерова. Последний явился создателем посмертного бюста своего учителя, установленного над могилой скульптора.