Родился 9 октября 1898 г. в Москве в семье врача. Окончил гимназию Поливанова с золотой медалью (1917). Поступил на медицинский факультет Московского университета. Эмигрировал вместе с семьей в 1921 г. в Константинополь, затем переехал в Белград. Окончил богословский факультет Белградского университета в 1925 г. Переехал в Париж. Активный член Русского студенческого христианского движения (РСХД). В 1923 г. принимал участие в работе первого организационного съезда РСХД в мест. Пшеров (Чехословакия). Секретарь РСХД (1925-1932). Первый редактор "Вестника РСХД" (1925-1929). Читал лекции по обличительному (сравнительному) богословию в Свято-Сергиевском православном богословском институте в Париже. Женат на Милице Лавровой (1927). Осенью 1929 г. Н.М. Зернов уехал на всю зиму в Англию, затем в течение двух лет учился в Оксфорде, а в 1935 г. Зерновы окончательно переезжают в Великобританию. В 1928 г. Н.М. Зернов принял активное участие в основании Содружества святого Албания и преподобного Сергия и руководил им около 50 лет. Доктор философии Оксфордского университета (1932). Преподавал основы восточной православной культуры в Оксфордском университете (1947-1966). Также работал в Католикатном колледже в Южной Индии. Профессор богословия в американских университетах Дрю (Айова) и Дюка. В последние годы жизни руководил деятельностью дома свв. Григория Нисского и Макрины при Содружестве святого Албания и преподобного Сергия в Оксфорде. Скончался 25 августа 1980 г. в Оксфорде.

Книжное собрание Н. М. Зернова хранится в Отделе религиозной литературы и книг русского зарубежья Всероссийской государственной библиотеки иностранной литературы.