Kuzněcov začínal jako plavčík v Severodvinské flotile. Od roku 1922 sloužil v Petrohradu a roku 1923 studoval na námořní škole ve Frunze, kterou 5. 10. 1926 absolvoval s vyznamenáním. Nastoupil službu na křižníku „Rudá Ukrajina“ a v roce 1929 byl poslán studovat Leningradskou námořní akademii. V letech 1933 – 1936 byl kapitánem křižníku „Rudá Ukrajina“. Roku 1936 byl poslán do Španělska, kde zuřila občanská válka a byl tam námořním poradcem republikánské vlády. Jeho úkolem byla příprava a vedení bojových operací republikánského námořnictva a zajišťování příjmu transportů ze Sovětského svazu.
Po Stalinově tzv. Velkém teroru v letech 1936 – 1938, kdy bylo zatčeno 1,5 milionů sovětských občanů a bez řádného soudu jich byla téměř polovina popravena, začala Kuzněcovova hvězda stoupat. Čistky velmi citelně zasáhly i ozbrojené síly včetně námořnictva a Kuzněcov se postupně stal velitelem pacifického loďstva (1939), pak náměstkem komisaře námořnictva, komisařem pro námořnictvo a byl povýšen do hodnosti admirála (1940). Během války byl Kuzněcov členem Nejvyššího velitelství. Severní flotila tehdy plnila těžký úkol při zabezpečování konvojů podél východní cesty do Murmanska a Archangelska, po které proudil vojenský válečný materiál, zbraně, pohonné hmoty a potraviny z USA do Sovětského svazu právě v nejkritičtější době války. Nejaktivnější tehdy byla Černomořská flotila na rozdíl od Baltické, která neměla pohonné hmoty.
V roce 1944 dostal Kuzněcov hodnost admirála loďstva (4 hvězdy) a o dva roky později byl jmenován vrchním velitelem námořnictva. V lednu 1947 po neshodách se Stalinem byl z tohoto vysokého postu sesazen a přeřazen do systému námořních vzdělávacích institucí. 12. ledna byl spolu se skupinou admirálů obviněn z úniku tajných námořních dokumentů do Velké Británie a USA, k nimž údajně došlo v letech 1942 – 1944.
Ve vykonstruovaném procesu byl obviněn, ale vzhledem k velkým zásluhám nebyl potrestán, jen degradován o jeden stupeň. Ostatní obžalovaní byli odsouzeni k trestům odnětí svobody v různých délkách. Začátkem 50. let Kuzněcov opět zastával ve vojenském námořnictvu vysoké posty, ale po střetu s maršálem Žukovem, se kterým nevycházel dobře ani během války, byl opět degradován a odešel od námořnictva s ponižujícím rozhodnutím „bez práva pracovat ve flotile“. Po „odstavení“ Žukova“ a pak v průběhu Brežněvovy vlády se začal Kuzněcov postupně vracet do veřejného života. Až 26. července 1988 mu byla posmrtně vrácena hodnost admirála Flotily Sovětského svazu.
Ze současného hlediska je nejkontroverznější Kuzněcovova činnost v době, kdy před 2. světovou válkou SSSR spolupracoval s nacistickým Německem. SSSR tehdy v rámci paktu Ribbentrop-Molotov ještě ve větší míře rozvinul předešlou vojenskou spolupráci s Třetí říší a v letech 1939 – 1941 tak umožnil nacistickému Německu úspěšně pokračovat v růstu. Třetí říše měla poté, co rozpoutala 2. světovou válku, nedostatek potravin, kaučuku, hliníku, ropy, mědi a dalších surovin.
Ač to zní dnes téměř absurdně, nacistům přišel na pomoc Sovětský svaz. V roce 1940 směřovalo do Německa 52 % veškerého sovětského exportu, mj. 50 % fosfátů, 62 % chromu. 40 % manganu, 75 % ropy, 77 % obilí. Německé tanky při útoku na Polsko (1. 9. 1939) jely na sovětskou naftu a letadla Luftwaffe v Bitvě o Anglii (10. 7. – 31. 10. 1940) létala na sovětský benzin. K tomu navíc Sovětský svaz kupoval pro Německo zboží v neutrálních zemích, včetně USA, které by tam Německo jinak nekoupilo. Německo naopak dodávalo do SSSR technologie a zařízení a také určité množství válečného materiálu.
A admirál Kuzněcov si při zajišťování této obchodní výměny SSSR a Německem vedl tak skvěle, že velitel nacistického válečného loďstva, velkoadmirál Erich Raeder, v roce 1940 oficiálně poděkoval „lidovému komisaři Válečné námořní flotily SSSR, admirálu Nikolaji Gerasimovičovi Kuzněcovovi za podporu, kterou Sovětský svaz, v rámci paktu Ribbentrop-Molotov Německu poskytuje“.
Spolupráce mezi stalinským SSSR a hitlerovským Německem šla dokonce tak daleko, že na území SSSR severozápadně od Murmanska v zátoce „Západní Lica“ fungovala od listopadu 1939 do září 1940 nově vytvořená tajná německá ponorková základna (Nord Basis nebo Nordflottenstützpunkt). Tato zátoka připomíná Boku (zátoku) Kotorskou v dnešní Černé Hoře, rovněž významný vojenský námořní přístav. „Západní Lica“ je dlouhá sem námořních mil a má velmi členité pobřeží. Obklopují ji strmé, 80 až 100 metrů vysoké skály a v době bouře poskytuje plavidlům bezpečný úkryt přesto, že leží v subarktickém podnebním pásmu s častými výskyty silných větrů a že tu 43 dní v roce kraluje polární noc. Němci tuto základnu využívali v době invaze do Norska (1940) a rovněž ji využívali během plaveb strategicky významnou Severní mořskou cestou. Německý velkoadmirál Raeder měl tedy svému sovětskému kolegovi opravdu zač poděkovat.
A svým způsobem mu poděkoval i Sovětský svaz. Za jeho zásluhy mu byl udělen titul Hrdina Sovětského svazu a mnoho dalších vyznamenání a nejvyšší hodnost v sovětském námořnictvu, hodnost admirála loďstva Sovětského svazu, srovnatelná s hodností maršál Sovětského svazu a hlavní maršál letectva v pozemních, respektive vzdušných silách. Zavedena byla 3. března 1955 a nahradila hodnost admirála loďstva. V roce zavedení se jí mohli honosit pouze dva admirálové loďstva, a to právě N. G. Kuzněcov a I. S. Isakov, Kuzněcov však byl roku 1956 z politických důvodů degradován na viceadmirála a hodnost admirála loďstva Sovětského svazu mu byla vrácena až posmrtně roku 1988. Isakov si ji udržel až do své smrti 1967. Po něm ji „zdědil“ S. G. Gorškov, a když roku 1988 zemřel, nikdo ho v této hodnosti už nenahradil. Hodnost jako taková potom zanikla spolu s rozpadem SSSR.
Nejvyšší poctou, kterou Kuzněcov dosáhl, dodnes zůstává to, že po něm byla pojmenována jediná ruská letadlová loď – Admirál Kuzněcov, spuštěná na vodu roku 1985.
