Николай Константинович Виноградов родился 19 декабря 1914 года в деревне Фокино (ныне Гагаринского района Смоленской области) в крестьянской семье.
Отец погиб в Первую мировую войну, мать умерла в 1942 году во время немецкой оккупации.
В 1929 году окончил школу ФЗУ в Москве, там же работал в Метрострое. Переехал в Приморский край, г. Спасск-Дальний.
В Красной Армии с 1938 года. По некоторым данным участвовал в боях у озера Хасан.
В действующей армии гвардии старший сержант Виноградов Н. К. с декабря 1941 года. С марта 1943 года — в должности командира 45-мм противотанкового орудия 241-го гвардейского стрелкового полка 75-й гвардейской стрелковой дивизии.
Участвовал в битве на Курской дуге, был награждён орденом "Отечественной войны" 1 степени.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 17 октября 1943 года за успешное форсирование реки Днепр севернее Киева, прочное закрепление плацдарма на западном берегу реки Днепр и проявленные при этом мужество и геройство гвардии старшему сержанту Виноградову Николаю Константиновичу присвоено звание Героя Советского Союза .
В дальнейших боях за освобождении Белоруссии Виноградов Н. К. показал себя исключительно стойким, мужественным и смелым артиллеристом и был награждён орденом Славы 3 степени.
С 1946 года до ухода на заслуженный отдых Н. К. Виноградов служил в органах МВД СССР. Жил в городе Омске.
Умер 25 ноября 1991 года. Похоронен на Старо-Северном кладбище Омска.
