Николай Иванович Фешин родился в Казани 26 ноября 1881 года в семье, где отец занимался резьбой иконостасов. Уже с девяти лет он начал помогать в мастерской отца, участвуя в выполнении заказов. Его талант заметил первый директор Казанской художественной школы Н. Н. Белькович. В 1903 году Фешин поступил в мастерскую И. Е. Репина.

Знаковой для Фешина стала картина «Дама в лиловом». Имя женщины, послужившей моделью для этого портрета, неизвестно. Для создания этюда использовался холст с предыдущей записью, что придавало фону картины сложную цветовую гамму. Художник уделял особое внимание индивидуальности модели, поэтому лицо изображено почти фотографически, а всё остальное пространство выглядит полуабстрактным. Эта картина неожиданно для Фешина получила малую золотую медаль на международной выставке в Мюнхене, хотя была учебной работой.

Конкурсной работой Фешина стала «Капустница», имеющая много общего с «Черемисской свадьбой». Он писал её в Казани, выбрав сюжет из деревенской жизни, засол капусты на зиму на Воздвиженье. Это позволяло выразить сочетание радостного и унылого, здорового и убогого. Важным произведением Фешина стал портрет Вари Адоратской, написанный в 1914 году, который сравнивали с «Девочкой с персиками» В. А. Серова.

В 1923 году Фешин эмигрировал в США, где быстро влился в художественную жизнь Нью-Йорка. Уже через несколько месяцев после приезда 18 его работ были включены в ежегодную Зимнюю выставку Национальной академии дизайна, где он получил приз Томаса Р. Проктора за портретную живопись.

Летом 1927 года семья Фешиных приобрела участок земли близ Таоса и начала строительство дома, архитектором которого был сам Фешин. По воспоминаниям дочери Ии, ему нравились мексиканские дома из глины, которые как бы «вырастали» из земли, поэтому дом был построен из белых адобов. В Таосе Фешин, помимо живописи и резьбы, увлёкся керамикой и брал уроки у местной индейской мастерицы Марии Мартинес. Он также расширил тематику деревянной скульптуры и пытался воплощать в пластике живописные образы М. Врубеля.

В 1934 году в жизни Фешина произошла драма: после 20 лет брака Александра Николаевна потребовала развода. По словам Ии Фешиной, она стремилась к самостоятельности и мечтала стать писательницей, устав жить в тени мужа. Были и претензии к характеру самого Фешина.

Остаток жизни Фешин провёл в одиночестве, переписываясь с дочерью, которая иногда его навещала. В 1953 или 1954 году он написал автобиографию на русском языке, которая была опубликована только на английском в выдержках; в основном она посвящена жизни в России. Его сбережения закончились, и он жил на небольшие доходы от частных уроков рисования. Николай Иванович Фешин скончался во сне 5 октября 1955 года, не успев завершить пейзаж. В 1976 году Ия Фешина перезахоронила прах отца в Казани, исполнив его последнюю волю.