Gógol nació en Soróchintsi, en la gobernación de Poltava, actualmente en Ucrania, en el seno de una familia de la baja nobleza rutena. Algunos de sus antepasados se identificaban como parte de la nobleza polaca (Szlachta), debido a la influencia cultural polaca de las clases altas rutenas. Su propio abuelo, Afanasiy Gógol, escribió en documentos censales que sus "antepasados, de apellido Gógol, pertenecen a la nación polaca". Sin embargo, su bisabuelo Jan Gogol, tras haber estudiado en la Academia de Kiev-Moguila (o Kyiv-Mohyla, en ucraniano), institución de fuertes raíces ucranianas y ortodoxas, se trasladó a la parte oriental de Ucrania, más vinculada culturalmente a Moscovia, y se estableció en la región de Poltava, dando lugar a la línea familiar de los Gógol-Yanovski. El propio Gógol consideraba la segunda parte de su apellido "un añadido polaco artificial", usando sólo la primera parte, "Gógol". Su padre murió cuando el joven Nikolái tenía 15 años de edad. Las profundas creencias religiosas de la madre sin duda debieron influir en la visión del mundo de Gógol, muy condicionada también por su entorno familiar de baja nobleza en un medio rural.
Se trasladó a San Petersburgo en 1828 y allí trabajó en un modestísimo empleo de burócrata de la administración zarista. En 1831, conoció a Aleksandr Pushkin, que le ayudó en su carrera como escritor y se hizo amigo suyo. Más adelante, impartió clases de historia en la Universidad de San Petersburgo de 1834 a 1835. Escribió diversos relatos breves cuya acción transcurre en San Petersburgo, como La Avenida Nevski, el Diario de un Loco, El Capote y La Nariz. Este último sería adaptado como ópera por Dmitri Shostakóvich. Sin embargo, sería su comedia El Inspector, publicada en 1836, la que lo convertiría en un escritor conocido. El tono satírico de la obra, que comparte con otros de sus escritos, generó una cierta controversia, y Gógol emigró a Roma.
Gógol pasó casi cinco años viviendo en Italia y Alemania, y también viajó algo por Suiza y Francia. Fue durante este periodo cuando escribió Almas Muertas, cuya primera parte se publicó en 1842, y la novela histórica Tarás Bulba, protagonizada por el cosaco del mismo nombre y ambientada en el siglo XVI en tierras ucranias entonces rusas y que estaban parcialmente ocupadas por los polacos. Se dice que la idea de la trama de Almas muertas le habría sido sugerida a Gógol por Pushkin. En 1848 Gógol hizo una peregrinación a Jerusalén, impulsado por sus profundas creencias cristianas ortodoxas. Tras volver de Jerusalén, Gógol decidió abandonar la literatura para concentrarse en la religión, bajo la influencia del sacerdote ortodoxo Padre Konstantínovskii. Entonces, Gógol quemó lo que había escrito de la segunda parte de Almas Muertas diez días antes de su muerte el 21 de febrero / 4 de marzo de ese año en Moscú. Algunos fragmentos de esa segunda parte de Almas Muertas sobrevivieron a la quema y han sido publicados.
Falleció en Moscú al borde de la locura y con un gran deterioro físico.
