Российский историк. Родился в городе Болхове Орловской губернии. В 1861 г. окончил филологический факультет Санкт-Петербургского университета. В 1862–1864 гг. работал корреспондентом газеты «Санкт-Петербургские ведомости» в Австрии и на юго-западе России для изучения, преимущественно в славянских землях, вопроса о народных училищах. Результаты своих наблюдений изложил в сочинениях «Школы на Волыни и Подолии» (1863) и «Народные училища в Юго-Западном крае» (1864). В 1864 г. был определен учителем истории и географии в Виленский учебный округ, но в 1869 г. по болезни вышел в отставку и был зачислен кандидатом-стипендиатом на кафедру русской истории Санкт-Петербургского университета. В 1871 г. по окончании срока стипендии назначен библиотекарем Варшавского университета, а со следующего года здесь же начал чтение лекций по русской истории, которые продолжал по 1889 г., когда по болезни вышел в отставку в звании ординарного профессора (с 1888 г.).
Н. П. Барсов — автор ряда работ в области истории, филологии, исторической географии, постановки и методики школьного дела. Известность получила его книга «Материалы для историко-географического словаря России. Т. I: Географический словарь Русской земли (IX–XIV ст.)» (1865), которая обратила на него внимание ученых Санкт-Петербургского университета, способствовавших зачислению его кандидатом-стипендиатом. В 1874 г. он был удостоен Санкт-Петербургским университетом степени магистра русской истории за диссертацию «Очерки русской исторической географии. География первоначальной летописи», получившую также Уваровскую премию (книга вышла в Варшаве в 1873 г., а затем была переиздана в 1885 г.). Эти и другие работы Н. П. Барсова содержали значительный фактический материал по истории географии Руси IX–XIV вв. и истории славян.