Народный артист Украины Николай Мозговой родился 1 сентября 1947 года в селе Сарнов Хмельницкой области на западе Украины.

В 1969 году он поступил в Харьковский юридический институт, который окончил в 1973 году. С 1971 по 1973 год Мозговой параллельно учился в Республиканской студии эстрадно-циркового искусства в Киеве, по окончании которой был принят на работу в качестве солиста-вокалиста Украинского гастрольно-концертного объединения "Укрконцерт". Позже Николай Мозговой окончил Киевскую государственную консерваторию им. П.И.Чайковского.

Свою карьеру эстрадного певца Николай Мозговой начинал в Ивано-Франковском вокально-инструментальном ансамбле (ВИА) "Беркут", в 1977 году был приглашен в Киевский мюзик-холл.

Дважды, в 1979 и 1981 годах, Мозговой занимал второе место на конкурсе исполнителей песен социалистических стран в Ялте. Однако слава к нему пришла сначала как к композитору - в 1979 году, когда София Ротару спела его песню "Ридний край".

Затем Николай Мозговой перешел в Украинское гастрольно-концертное объединение. "Укрконцерт" и с того времени исполнял только собственные песни: "Моя перша любов", "Горянка", "Вперше", "Минає день", "Зачарован? слова", "Дви качели", "Зачаруй нас, любов", "Сердце скрипки", "Тополиный край" и другие.

Сначала Мозговой пел с ВИА "Мальви", потом с собственной группой "Вересень", которую организовал в 1986 году. В том же году ему было присвоено звание Заслуженного артиста Украины.

В 1991 году Мозговой прекратил концертную деятельность и занялся бизнесом.

С 1993 года Николай Мозговой возглавлял Украинский художественный фонд имени Владимира Ивасюка. Являлся основателем и неизменным председателем жюри двух Международных телевизионных фестивалей: "Песня будет среди нас" имени Владимира Ивасюка (город Черновцы) и "Море друзей" (город Ялта).

У него была собственная студия звукозаписи, которая со временем переросла в Государственный театр песни. С 1994 по 1999 год Мозговой был директором и художественным руководителем Украинского государственного театра песни.

С 1999 года был заведующим кафедрой теории и методики постановки голоса Института искусств при Национальном педагогическом университете имени М.П.Драгоманова, профессор (с 2004 года).

С марта 2005 года занимал должность генерального директора, художественного руководителя Национального дворца искусств "Украина".

В 2007 году, защитив научную диссертацию, получил звание кандидата наук искусствоведения.

В 1993 году был удостоен звания Народный артист Украины.

Дочь Николая Мозгового - Алена Мозговая, музыкальный продюсер.

Николай Мозговой скончался 30 июля 2010 года от остановки сердца.