Мікалай Яроменка нарадзіўся ў Віцебску ў сям'і артыстаў. Дзяцінства будучага акцёра праходзіла за кулісамі тэатра, дзе працавалі бацькі. У 1967 г. ён паступіў ва Усесаюзны дзяржаўны інстытут кінематаграфіі. Вучыўся ў майстэрні С. Герасімава і Т. Макаравай. Пасля заканчэння застаўся ў Маскве. З 1971 па 1976 г. з'яўляўся акцёрам Тэатра-студыі кінаакцёра. З 1976 па 2001 г. на Кінастудыі імя М. Горькага. У 2001 г. быў саветнікам па культуры пасольства Беларусі ў Маскве.

Будучы студэнтам М. Яроменка дэбютаваў у фільме «Каля возера» (1970), у гэтым жа годзе зняўся ў кінакарціне «Мора ў агні». У 1972 г. быў запрошаны на ролю лейтэнанта Драздоўскага ў фільм «Гарачы снег» па раману Ю. Бондарава, якую бліскуча сыграў. Даследаваннем характару сучаснікаў сталі ролі М. Яроменкі ў фільмах «Кахаць чалавека» (1973) і «Вяртання няма» (1974). Найбольш ярка яго талент праявіўся ў тэлефільме «Чырвонае і чорнае» (1976). Роля Жульена Сарэля прынесла акцёру ўсесаюзную вядомасць. Аднак сапраўдная слава і папулярнасць прыйшлі да яго з выхадам кінакарціны «Піраты XX стагоддзя» (1980), у якой М. Яроменка сыграў ролю механіка Сяргея. Па выніках апытання, праведзенага часопісам «Советский экран», ён быў прызнаны лепшым акцёрам года. Гэта кінастужка стала самым папулярным прыгодніцкім фільмам у савецкім кінематографе. Аматары кіно звярнулі ўвагу і на ролю Цыгана, якую М. Яроменка выканаў у фільме «Шынок на Пятніцкай» (1980). У кінакарцінах «Уцёкі з турмы» (1978), «У пачатку слаўных спраў» і «Юнацтва Пятра» (1980), «Царскае паляванне» (1990) і іншых звяртаўся да роляў гістарычнага плана. Акцёрскай удачай стала работа ў кінафільме «Я аб'яўляю вам вайну» (1990). У 1995 г. М. Яроменка дэбютаваў як рэжысёр, калі паставіў фільм «Сын за бацьку…», дзе галоўныя ролі выконвалі ён сам і М. Яроменка-старэйшы. Зняўся акцёр таксама ў фільмах «Снайпер» (1992), «Крыжаносец» (1995), «Рыцарскі раман» (2000), «Падары мне святло месяца» (2001), серыяле «Брыгада» (2002) і інш.

У 1980 г. М. Яроменка быў узнагароджаны прэміяй Ленінскага камсамола за стварэнне вобраза сучасніка ў кіно. У 1994 г. ён стаў народным артыстам Расіі. У 1996 г. атрымаў некалькі ўзнагарод за кінастужку «Сын за бацьку…». Сярод іх – прыз «Бронзавы Віцязь» Міжнароднага кінафестывалю славянскіх і праваслаўных народаў «Залаты Віцязь», прыз «Хрустальны бусел» Нацыянальнага кінафестывалю беларускіх фільмаў у Брэсце, спецыяльны прыз журы ў конкурсе «Панарама» на кінафестывалі «Кинотавр» у Сочы.

Мікалай Яроменка заўчасна памёр 27 мая 2001 г. Яго пахавалі на Усходніх (Маскоўскіх) могілках у Мінску.

Матэрыял падрыхтаваны ў 2019 г.