Н. Д. Никандров родился 20 октября 1936 года в Ленинграде. В 1959 году окончил филологический факультет Ленинградского государственного университета. Свою педагогическую деятельность Н. Д. Никандров начал в качестве учителя французского языка в одной из школ Василеостровского района Ленинграда. С августа 1961 года Николай Дмитриевич стал работать в системе высшего образования — он преподавал иностранные языки в ряде институтов Ленинграда.
В 1967 году Н. Д. Никандров защитил кандидатскую диссертацию, в которой он анализировал подходы к образовательному процессу в системе высшего образования в передовых странах Западной Европы и США, в частности проблематику программированного обучения в педагогике этих стран.
Затем Н. Д. Никандров стал заведующим кафедрой ЛГПИ им. А.И. Герцена. В 1973 году он защитил докторскую диссертацию на тему «Проблемы буржуазной дидактики высшей школы».
С 1983 года Н. Д. Никандров стал работать в НИИ общей педагогики АПН СССР (Москва) заведующим лабораторией методологии педагогики а затем заместителем директора по научной работе этого института.
С 15 марта 1990 года действительный член (академик) Академии педагогических наук (АПН) СССР. С 7 апреля 1992 года действительный член (академик) РАО, состоит в Отделении философии образования и теоретической педагогики РАО. В 1992—1997 годах — вице-президент, с 1997 года — президент РАО.
С 1990 года Н. Д. Никандров стал исполнять обязанности главного ученого секретаря Президиума Российской Академии образования, а затем был избран вице-президентом Российской Академии образования. В октябре 1997 года Н. Д. Никандров был избран президентом Российской Академии образования.
Основные направления научных исследований — сравнительная педагогика, методология педагогики, дидактика высшей педагогической школы. В работах 70-х годов XX века дал сравнительный анализ систем высшего образования некоторых западных стран, предложил трактовку сравнительной, педагогики в единстве её описательной, объяснительной и конструктивной функций. Провёл типологизацию методололических проблем педагогики. Разрабатывал проблемы содержания высшего педагогического образования и активизации познавательной деятельности студентов. Он автор многих научных трудов в области сравнительной педагогики, методологии педагогики, дидактики высшей педагогической школы, среди которых учебные пособия: «Педагогика высшей школы», «Организация учебно-воспитательного процесса в педагогическом институте», «Введение в специальность» и др.
Н. Д. Никандров является соредактором «Международной энциклопедии образования» («Тпе International епcyclopedia of education», V. 1—12, 0xf., 1994).