Родился в семье дьячка с. Богатищево-Подлесное Каширского уезда. По территориальной принадлежности начал своё обучение в Венёвском духовном училище. После смерти отца был переведён на учёбу в Тулу, где окончил духовное училища и семинарию.В 1876 окончил Московскую духовную академию и начал преподавать в Костромской духовной семинарии. В этот период защитил звание магистра богословия. Ещё в академии он увлёкся археологией и был избран в 1877 членом-корреспондентом, а в 1885 — действительным членом Императорского Московского археологического общества.С 1879 он был преподавателем семинарии и женского епархиального училища в Туле до своего выхода в отставку в 1914. Кроме этого, занимался делами Комитета по продовольствию пострадавших от неурожая Губернского статистического комитета, состоял членом Рязанской, Орловской, Калужской учёных архивных комиссий. Был одним из инициаторов создания в 1913 Тульской архивной комиссии, однако не вошёл в неё из-за несогласия с уставом.Он являлся почётным членом Общества защиты и сохранения в России памятников искусства и старины. Работал в области естествознания.В 1884, 1886 и 1887 годах предпринял три исследовательские поездки в район исторического Куликова поля, по результатам которых подготовил доклад «Берега реки Непрядвы в историко-археологическом отношении», заслушанный на VII Археологическом съезде в августе 1887 года в Ярославле. Именно там впервые были подняты вопросы древней истории и археологии Куликова поля.В 1911 единогласно был избран членом Куликовского комитета по строительству храма Сергия Радонежского на Куликовом поле.Более всего стал известен как создатель епархиального древлехранилища и первого исторического научного общества в Туле — Историко-археологического товарищества, в котором Н. И. Троицкий состоял старшиной (обе организации просуществовали до 1918 года).В годы Советской власти Н. И. Троицкий не оставлял своих занятий историей края. В 1918 он организовал публичные популярные лекции по истории тульского края при художественно-историческом музее, а также разработал программы трёх курсов таких лекций.В 1919, работая в музейном подотделе Тульского губернского отдела народного образования, он начал составлять конспект для справочника по археологии тульского края, но не успел закончить его.В последние годы своей жизни он собирал материал по фольклору Тульской губернии. Он отмечал трудности подобных исследований: «Трудно не столько собирать произведения народного творчества, сколько распознавать, что принадлежит собственно тульскому населению и что им заимствовано», — писал Н. И. Троицкий. Он также делал попытки собирать материал для словаря замечательных людей тульского края, особенно его интересовал род Хомяковых.Николай Иванович Троицкий скончался 24 сентября 1920 года в Туле.
