Коля Дмитриев родился 24 декабря 1924 года в Тобольске, куда на всякий случай был выслан его отец Александр Тодорович – по национальности болгарин, царский офицер, красноармеец в Гражданскую войну.

Дмитриев – вундеркинд. С трех лет читал, в семь решал трудные алгебраические и геометрические задачи, к десяти годам знал школьный курс физики. Увлекался классической литературой, штудировал пухлые тома фундаментальной "Всеобщей истории"...

Знакомый отца послал в Народный комиссариат просвещения письмо о необыкновенном ребенке. Мальчика вызвали в Москву, специальная комиссия под председательством наркома просвещения Андрея Сергеевича Бубнова устроила Дмитриеву экзамен. А 1 ноября 1933 года в газете "За коммунистическое просвещение" появилась заметка "Явление, встречающееся раз в столетие. Девятилетний математик Коля Дмитриев". Профессор МГУ Иоасаф Чистяков писал: "У ребенка чрезвычайно большой объем знаний. Он обладает громадной способностью соображения. Несомненно, мы имеем дело с исключительной одаренностью. За свою сорокалетнюю деятельность я ничего подобного не видел. Приходилось встречаться с замечательными счетчиками, но, к счастью, он не является таким механическим счетчиком, он идет гораздо дальше. Такие явления встречаются раз в столетие. Этот ребенок типа Паскаля".

Но Блеза Паскаля знают миллионы, а кто сегодня слышал про Николая Александровича Дмитриева? Только люди, имеющие отношение к атомному проекту.

В ноябре 1946 года был привлечен к работам по советскому атомному проекту. Работал в Институте химической физики АН СССР в группе Я.Б. Зельдовича. Николай Александрович разработал методику расчета растворных критических систем. Участвовал в первых опытах с системами, которые проводились лично И.В. Курчатовым и Г.Н. Флеровым на комбинате «Маяк», что послужило основой для создания импульсных ядерных реакторов, используемых и сейчас.

В 1948 г. Н.А. Дмитриев становится сотрудником ВНИИЭФа. Он участвует в разработке теории первой атомной бомбы, а также условий неполного атомного взрыва. В 1949 г. за эти разработки награжден орденом Трудового Красного Знамени.

Уникальные аналитические расчеты Н.А. Дмитриева были важны для успеха испытаний атомных бомб. Им была разработана теория возмущения для критических сборок, совместно с Д.А. Франк-Каменецким развита теория неполного атомного взрыва, теория прямого определения фундаментальной величины развития ядерного взрыва в лабораторных условиях на реакторе по методу совпадений и другие.

Совместно с В.Н. Родигиным и Д.А. Франк-Каменецкий были заложены теоретические основы использования атомных зарядов в системах ПВО и затем ПРО, за что в 1951 г. Н.А. Дмитриев был удостоен звания лауреата Сталинской премии I степени.

В 1955 г. Н.А. Дмитриев защищает диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. С августа 1955 г. он работает начальником отдела в математическом секторе. Отдел обеспечивал решение на электронной счетной машине важнейших производственных задач. Например, разработки методов численного расчета переноса излучения и методов расчета уравнения состояния конструкционных материалов в экстремальных условиях ядерного взрыва, освоены программы, являющиеся основными для ряда систем, совместно с Е.В. Малиновской разработаны методы двумерных численных газодинамических расчетов. Дмитриев Н.А. является разработчиком основных расчетных методов, без которых была бы немыслима работа теоретического сектора.

В январе 1967 г. Николая Александровича назначили начальником отдела одного из отделений теоретической физики.

В 1986 г. Дмитриев вернулся к научной работе, став ведущим научным сотрудником теоретического отделения. В 90-х гг. Дмитриев работает над усовершенствованием производственных программ численного счета. В 1999 г. Николай Александрович был удостоен звания «Ветеран атомной энергетики и промышленности».

Помимо своей непосредственной деятельности Николай Александрович на протяжении многих лет являлся членом редакционной коллегии научно-технического сборника ВАНТ («серия «Теоретическая и прикладная физика»). К Н. А. Дмитриеву за консультацией обращались самые опытные работники, физики-теоретики и математики, а начинающим сотрудникам передавал знания и опыт на специальных лекциях.

Дмитриев Н.А. был выдающимся математиком, обладал широким кругом познаний в различных областях математики и теоретической физики, проявил разносторонние способности и научные интересы. Работы кандидата физико-математических наук Н.А. Дмитриева посвящены сложнейшим явлениям, его расчеты считаются классическими и до сих пор используются при разработке новых технологий.

О масштабе его таланта математика и физика можно судить по курьезному эпизоду. Когда в стране появились первые громоздкие ЭВМ, руководство ВНИИЭФ обратилось к академику А.Н. Колмогорову за советом по поводу внедрения электронно-вычислительных машин, Колмогоров ответил: „Зачем вам ЭВМ, у вас же есть Коля Дмитриев».

Ю.Б. Харитон включил его в число суперзвезд арзамасской школы теоретической физики наравне с такими светилами как Н.Н. Боголюбов, Д.А. Франк-Каменецкий, М.А. Лаврентьев, И.Е. Тамм, Я.Б. Зельдович. Н.А. Дмитриев – талантливый и незаурядный ученый, один из основных разработчиков советского ядерного оружия, один из основоположников физико-математических методов расчета основных характеристик ядерного заряда.