Николай Дмитриев-Оренбургски е роден на 1 април 1837 г. в Нижни Новгород. Учи в Уфимската губернска гимназия. Семейството му се преселва в Санкт Петербург. Завършва Императорската художествена академия в класа на Фьодор Бруни. Приема художествения псевдоним Оренбургски.
Първата серия от 42 рисунки създава по повод пътуване в Кавказ, където придружава княз Николай Николаевич. Командирован е за специализация в Дюселдорф и Париж (1871 – 1874). Тук преминава от жанрова на батална живопис. Основател и секретар на руски художествен кръжок в Париж.
генерал-майор Михаил Скобелев, художник Николай Дмитриев-Оренбургски (1883)
Участва в Руско-турската война (1877 – 1878) като военен кореспондент Получава поръчка за художествено отразяване на войната. Пребивава в България с Действащата Руска армия като военен кореспондент на руски и френски илюстровани издания. Тук създава множество скици, етюди и рисунки. На тяхна основа след войната в Санкт Петербург създава знаменитите си батални картини:
Десанта на Руската армия през река Дунав при Зимнич на 17 юни 1877 г. (1883)
Предаването на крепостта Никопол на 4 юли 1877 г. (1883)
Превземането на Гривешкия редут при Плевен. (1885)
Влизането на великия княз Николай Николаевич в Търново на 30 юни 1877 г. (1883)
Влизането на император Александър II в Плоещ.
Боя на конвоя на император Александър II на Свищовските височини.
Атака на Зелената височина от генерал Скобелев.
Освещаването на Самарското знаме.
Последния бой при Плевен на 28 ноември 1877 г.
Влизането в Адрианопол.
Представяне на пленения Осман паша на император Александър II.
Цикъл за Руско-турската война (1877 – 1878)
„Переправа русской армии через Дунай у Зимницы 15 июня 1877 года“, 1883, Военно-исторический музей артиллерии, инженерных войск и войск связи
„Портрет русского солдата-добровольца“, 1878, частное собрание
„Сдача крепости Никополь 4 июля 1877 года“, 1883, Военно-исторический музей артиллерии, инженерных войск и войск связи
„Артиллерийский бой под Плевной. Батарея осадных орудий на Великокняжеской горе“, 1880, Военно-исторический музей артиллерии, инженерных войск и войск связи
„Бой под Плевной 27 августа 1877 года“, 1883, местонахождение неизвестно
„Захват Гривицкого редута под Плевной“, 1885, Военно-исторический музей артиллерии, инженерных войск и войск связи
„Пленного Осман-Пашу, командовавшего турецкими войсками в Плевне, представляют Его Императорскому Высочеству Государю Императору Александру II, в день взятия Плевны русскими войсками 29 декабря 1877 года“, ранее 1898, местонахождение неизвестно
„Солдаты, отдыхающие у колодца“, 1897, частное собрание
„Последний бой под левной 28 ноября 1877 года“, 1889, Военно-исторический музей артиллерии, инженерных войск и войск связи
„Русская кавалерия на пыльной дороге“, ранее 1898, частное собрание
„Въезд великого князя Николая Николаевича в Тырново 30 июня 1877 года“, 1885, Государственный Русский музей
Жанрова и историческа живопис
„Великая княгиня София Витовитовна на свадьбе великого князя Василия Темного“, 1861, Иркутский областной художественный музей им. В. П. Сукачёва
„Стрелецкий бунт“, 1862, Таганрогский художественный музей
„Боярин. Этюд к картине „Стрелецкий бунт“, 1862, частное собрание
„Дама, играющая с собакой“, 1868, частное собрание
„И. С. Тургенев на охоте“, 1879, частное собрание
„Воскресение в деревне“, 1884, частное собрание
„Застенчивая девица“, 1891, частное собрание
„Портрет императора Александра III“, 1896, Государственный исторический музей
Деревенский разносчик, ранее 1898, Пермская государственная художественная галерея
„Пожар в деревне“, 1885, Государственный Русский музей
„Великий князь Сергей Александрович, цесаревич Николай Александрович и великий князь Павел Александрович в Царском Селе“, конец 1880-x), Государственный исторический музей
Тези негови картини са трайно изложени в Помпеевата зала на Зимния дворец в Санкт Петербург. Характерни са с реализъм, стремеж към истинност и простота на изображението. Имат непреходна стойност за историята на български народ. За тяхното създаване е обявен за професор на Императорската художествена академия.