Николай Леонидович Коновалов родился 16 июля 1884 года в городе Георгиевск.
В 1906 году поступил в Школу МХАТа.
В 1910 году, по окончании юридического факультета МГУ стал работать в Киевском театре Соловцова Н. Н. (сейчас Национальный академический театр русской драмы имени Леси Украинки, а в 1914—1916 годах — в Харьковской антрепризе Синельникова.
Затем работал в московских театрах: Интимном, «Летучая мышь» и других.
В 1918—1933 годах — актёр Театра Корша (впоследствии — Московский драматический театр).
С 1933 года — актёр ЦТСА.
Заслуженный артист РСФСР (1934).
Ушел из жизни 16 апреля 1947 года в Москве.Похоронен на 29-м участке Ваганьковского кладбища.