Роден на 28 юни 1988 г. Юноша на Левски (София). Син е на бившия национален вратар и настоящ президент на БФС и член на изпълнителния комитет на УЕФА Борислав Михайлов и внук на бившия вратар на Левски Бисер Михайлов. Дебютира за Левски в последния кръг от шампионата за сезон 2004/05 на стадион Георги Аспарухов в мач, завършил 2:1 за Левски срещу Черно море. Избира да се състезава с номер 88 заради годината си на раждане.

На 15 септември 2005 дебютира в европейските турнири в мач от турнира за купата на УЕФА срещу френския Оксер. На 11 май 2006 дебютира за мъжкия национален отбор на България при загубата от Шотландия с 1:5 в Япония. За Левски Михайлов има 12 мача в първенството.

Върхът на кариерата му е като играч на ФК Твенте през 2011 г., когато е избран за „Вратар на годината в Холандия“ и „Футболист № 1 на България“.

През 2013 г. преминава в италианския клуб ФК Верона, откъдето е преотстъпен на турския клуб Мерсин. В последните 2 клуба не играе в официални мачове. Въпреки това треньорът на националния отбор по футбол на България Любослав Пенев го включва като титуляр в мача с Норвегия от квалификациите за Европейско първенство на 13.10.2014 г. Николай Михайлов допуска грешка с гол и България губи мача с 1:2, което е повод за критики. За мача на България с Италия отново е титуляр, макар и да няма нито една записана минута на терена след загубата на Норвегия.
Личен живот

Футболистът е известен с връзките си и е много активен в социалните мрежи. Негови бивши половинки са Николета Лозанова и фолк певицата Алисия, които си размениха с Валери Божинов.

Кариера по години

2004 – 2007 Flag of Bulgaria (bordered).svg Левски София
2007 – 2009 Flag of England (bordered).svg Ливърпул
2010 – 2013 Flag of the Netherlands.svg Твенте
2013 – 2014 Flag of Italy.svg Верона
2014 – 2015 Flag of Turkey.svg Мерсин
2016 – 2017 Flag of Turkey.svg Мерсин
2017 – 2018 Flag of Cyprus.svg Омония (Никозия)
2018 – Flag of Bulgaria (bordered).svg Левски София

Професионални успехи

Клубни

ПФК Левски (София)

Шампион на България: 2 пъти 2005 – 06, 2006 – 07
Носител на Българската купа: 1 път 2004 – 05
Носител на Суперкупата на България 1 път 2005

Индивидуални

Футболист № 1 на България 2011