Навчався в Ростовській рисувальній школі, в приватній студії Іллі Машкова у Москві і у Московськом училищі живопису, скульптури і зодчества Абрама Архипова, Миколи Касаткіна, Сергія Малютіна та Костянтина Коровіна.
Працював викладачем малювання в місті Ізюм, у Самарі, художником-ретушером у Москві.
Від 1923 року жив у Феодосії. Був директором Феодосійського історико-археологічного музею та Феодосійської картинної галереї імені І.Айвазовського. Вів педагогічну роботу в народній студії й дитячій художній школі при картинній галереї. Його учнями були Степан Мамчич, Володимир Соколов, Петро Столяренко, Микола Шорін та інші. Значно розширив колекцію галереї творами І.Айвазовського та інших художників-мариністів.
Микола Степанович цікавився історією та археологією Східного Криму, міста Феодосія, в якому жив. На відстані 4 км на північ від Коктебеля художник проводив власні розкопки та виявив стоянку первісних людей, дослідив кременеві знаряддя праці епохи мезоліту. В результаті археологічних розкопок видав дві книги, ілюстровані власними малюнками: видання «Повідомлення про археологічні розкопки середньовічного городища в Коктебелі в 1929—1931 рр.» та путівник «Феодосія та її околиці».
Як художник працював у жанрах натюрморту, інтер'єра, портрета, пейзажу, тематичних картин. Брав участь у виставках картин: всеукраїнських, всесоюзних. Провів персональні виставки у Феодосії, В Сімферополі, Єревані та Києві.
Автор мистецтвознавчих праць "Иван Костантинович Айвазовский", "45 лет в галерее Айвазовского" та інших, історико-краєзнавчого нарису «Феодосія».
Твори Миколи Барсамова зберігаються в Державному російському музеї у Санкт-Петербурзі, Національному художньому музеї України у Києві, Феодосійській національній картинній галереї, Сімферопольському і Харківському художніх музеях.
Твори М.Барсамова: "Фрукти" (1937), "Ворог прийшов" (1945), "Повернення" (1946), "Схід місяця у Феодосії", "Художник О. В. Купрін" (обидва – 1948), "Ранок у Феодосійському порту" (1958), "Білі троянди" (1962), "Ніхто не забутий, ніщо не забуте" (1967), "Автопортрет" (1968), "Чашка кави" (1973).
