Николай Николаевич Карепов родился 3 января 1860 года в православной семье. Образование он получил во 2-м Санкт-Петербургском реальном училище. В военную службу вступил 1 сентября 1877 года. Затем окончил 2-е военное Константиновское училище, откуда был выпущен подпоручиком с зачислением по армейской пехоте и с прикомандированием к лейб-гвардии Павловскому полку с чином прапорщика гвардии.

Карепов последовательно получал повышения в звании: подпоручик гвардии, поручик гвардии, штабс-капитан, капитан. Он командовал ротой и батальоном. В 1899 году получил звание полковника. Принимал участие в русско-японской войне 1904-1905 годов, командуя 145-м пехотным Новочеркасским полком с 25 июля 1904 года. В 1909 году был произведен в генерал-майоры и назначен командиром 1-й бригады 40-й пехотной дивизии.

Во время Первой мировой войны Карепов командовал 30-й пехотной дивизией с 4 ноября 1914 года. В 1915 году он был произведен в генерал-лейтенанты. После Октябрьской революции служил в РККА, затем перешел на сторону ВСЮР и принимал участие в Белом движении на юге России. Позже находился в эмиграции в Югославии.

Николай Николаевич Карепов скончался 13 августа 1926 года в Кладово, Сербия, Югославия. Он был награждён орденом Св. Георгия 4-й степени, «Золотым оружием», а также орденами Св. Станислава, Св. Анны, Св. Владимира различных степеней.