Начал профессионально заниматься музыкой в раннем детстве. В 1982 году, в семилетнем возрасте, был принят в Московское хоровое училище имени А.В. Свешникова, параллельно в Детскую музыкальную школу имени В.В. Стасова по классу скрипки. В 1996 году продолжил обучение в Академии хорового искусства имени В.С. Попова. В 2003 году там же окончил аспирантуру в классе профессора Дмитрия Вдовина.
В 2002–2003 годах — ведущий солист Московского театра «Новая Опера» имени Е.В. Колобова. С 2003 года началась активная международная карьера.
В 2003–2005 годах — солист Хьюстонской Гранд Опера (США). С 2004 года Николая Диденко представляет крупнейшее международное агентство «Асконас Холт» (Англия). С 2003 года он дебютировал на сценах оперных театров и концертных залов Нью-Йорка, Вашингтона, Хьюстона, Парижа, Лондона, Берлина, Барселоны, Мадрида, Копенгагена, Кельна, Варшавы, Зальцбурга, Санкт-Петербурга, Москвы и др.
Исполнял оперные партии и участвовал в концертах со знаменитыми певцами современности: Рамоном Варгасом, Рене Флеминг, Николаем Гяуровым, Миреллой Френи, Эдитой Груберовой, Федерикой Фон-Штаде, Владимиром Галузиным, Марией Гулегиной, Джун Андерсон, Брин Терфилем, Матти Сальминеном, Массимо Джордано, Лорой Клейкомб и др.; под управлением дирижёров Антониелло Аллеманди, Патрика Саммерса, Эдоардо Мюллера, Нелло Санти, Энрике Маццола, Марко Армильято, Валерия Гергиева, Владимира Федосеева, Владимира Спивакова, Рудольфа Баршая, Василия Синайского, Александра Анисимова, Владимира Юровского, Михаила Плетнёва, Геннадия Рождественского и др.
С 2013 года — приглашённый солист Государственного академического Большого театра России. В 2017 году запись сочинения К. Пендерецкого Dies Illa с участием Николая Диденко удостоена «Гремми».
С 2005 года Николай Диденко является художественным руководителем благотворительного проекта «Белый Пароход», направленного на творческое развитие и реабилитацию музыкально одарённых детей с ограниченными возможностями здоровья, сирот, детей из социально неблагополучных, неполных, многодетных, малообеспеченных семей. С 2017 года — президент Фонда поддержки творчески одарённых детей и молодёжи «Белый Пароход».
С 2017 года член президиума Всероссийского хорового общества.
