Советский и российский пианист, педагог и музыкально-общественный деятель. Народный артист СССР (1991).Окончив в 1968 году аспирантуру консерватории, Петров начинает концертную карьеру. В годы холодной войны он был одним из немногих музыкантов, свободно гастролировавших за границей. Пианист выступает с ведущими симфоническими коллективами мира, много концертирует как сольный музыкант. В его репертуар входит большинство произведений классического и романтического наследия, он также стал первым исполнителем новых сочинений Арама Хачатуряна, Тихона Хренникова, Родиона Щедрина, Андрея Эшпая.
С 1978 года по 1982 год Петров был «невыездным», из-за того, как по его словам, «не пошёл на одну гнусную антисемитскую провокацию Госконцерта и поплатился, хотя не представлял, что буду абсолютно вычеркнут из гастрольной жизни. От эмиграции меня спасла только привязанность к моему дому на Николиной Горе — моей малой родине. Мне невыносимо было думать, что там поселится какой-нибудь партийный чиновник и будет топтать ногами землю, в которую я буквально вложил свою душу.» Стать снова выездным ему помогло вмешательсто тогдашнего министра культуры СССР П. Н. Демичева.
Затем Петров продолжает выступать, а также ведёт преподавательскую (профессор Московской консерватории) и общественную деятельность, возглавляя основанный в 1998 году Международный благотворительный Фонд своего имени, работая в жюри международных конкурсов, Совете по культуре и искусству при Президенте Российской Федерации и др. Свободно владел французским, немецким, английским, итальянским и польским языками.
С 2000 года Николай Арнольдович участвовал в концертах Московской филармонии в дуэте с Александром Гиндиным, а с 2007 года его выступления были выделены в специальный цикл концертов, объединённых одним абонементом (В 2007 - 2011 годах абонемент назывался "Играет Николай Петров", после смерти Петрова переименован в "Николаю Петрову посвящается").
