Николай Иванович Уткин родился (8) 19 мая 1780 в Твери. Он был внебрачным ребенком сенатора М.Н. Муравьева. Мать его, дворовую девушку, выдали замуж за камердинера И.С. Уткина. Вскоре после рождения будущего художника семья переехала в Петербург, где в 1785 году пятилетний мальчик получил «вольную» и был определен в училище при Академии художеств (АХ).
Гравированный портрет Грибедова Гравировальный класс, в который поступил Уткин, возглавлял известный мастер И.Клаубер. Именно он выработал в юном воспитаннике твердость руки, умение «тянуть штрих». Уткин закреплял полученные навыки, гравируя произведения западноевропейских мастеров и гипсовые слепки с античных статуй. За гравирование серии «антиков» в 1800 году был удостоен «аттестата со шпагой» и малой золотой медали, что давало ему право остаться в АХ еще на три года для выполнения программы на большую золотую медаль.
В этот период художник создал гравированный портрет своего деда Н.А. Муравьева (1801), который одновременно приходился дедом и будущим декабристам Муравьевым. К ученическому периоду относятся и два вполне совершенных рисунка: портрет М. Н. Муравьева (1803), отца художника, выполненный с оригинала Ж.-Л. Монье и предназначенный для гравирования, а также портрет Александра I (около 1801), сделанный с оригинала П.-Э. Рокштуля.
Гравированный портрет Н.С. Семеновой В 1802 году за работу «Иоанн Креститель, проповедующий в пустыне», Уткин был удостоен большой золотой медали, а в 1803 году отправлен в Париж. Пребывание во Франции затянулось более чем на десять лет. За это время художником была выполнена серия гравюр с картин западноевропейских мастеров, за которую Парижская академия искусств удостоила его золотой медали, а Петербургская АХ присвоила звание назначенного.
В 1814 году художник вернулся в Петербург. В этот период Уткин выполнил акварельные портреты С.И. и М.И. Муравьевых-Апостолов, И.Д. Якушкина, К. Н. Батюшкова. С 1816 года художник получил звание профессора АХ и возглавил гравировальный класс.
Портретная гравюра стала основным видом творчества художника, и в этой области он был непревзойденным мастером.
Музейная деятельность Уткина составляет особую страницу его биографии. Он был хранителем собрания эстампов Эрмитажа в течение сорока трех лет (1817-1860), при этом не оставляя педагогической деятельности.
Умер (5) 17 марта 1863 в Петербурге.