Родился 17 января 1909 года в Санкт-Петербурге. Его отец, Николай Лаврентьевич Кладо (1862-1919), военно-морской теоретик и историк, генерал-майор, профессор Морской академии. В 1917-1919 годах был начальником Морской академии. Мать - Анна Николаевна Всесвятская, врач. Сестры: Татьяна Николаевна Кладо (по отцу) - метеоролог, переводчик, поэт Серебряного века; Наталья Николаевна Кладо (Броссе) - преподаватель английского языка. Брат - Лев Николаевич Кладо, умер ребенком.
В 1926-1927 годах Николай Кладо учился на операторском отделении Ленинградского фотокинотехникума. В 1927-1929 годах продолжил образование в Ленинградском Институте истории искусств. Учился в сценарной мастерской киностудии «Ленфильм» в группе Григория Козинцева и Леонида Трауберга.
В своих воспоминаниях «Туда и обратно» Кладо писал:
Я часто после съемок провожал Григория Михайловича до дому, хотя мне было совсем не по пути. И каждый раз жалел, что он живет близко. Так мне казалось. Эти беседы запомнились на всю жизнь. Они стали моей академией кинематографических знаний. В коллективе ленфильмовской молодежи я поставил две короткометражки. Написал сценарии «Круг и треугольник», «Гроза фашизма» и «Море по колено» и т. д.
В 1935-1936 годах он учился в аспирантуре ВГИКа по специальности «Теория кинодраматургии».
Критик Иосиф Маневич вспоминал о нем:
Коля Кладо к тому времени тоже уже поднаторел в киноискусстве. Он был ассистентом Герасимова на двух картинах, снимал документальные картины в «Узбеккино», писал рецензии и очень хлестко выступал на дискуссиях.
Николай Кладо печатался с 1924 года. С того же года работал в кино осветителем, помощником режиссера, затем режиссером, редактором, начальником сценарного отдела, заведующим производством на киностудиях Ленинграда, Москвы, Еревана, Ташкента, Алма-Аты.
В 1938-1940 годах был старшим редактором Комитета по делам кинематографии при СНК СССР.
В 1940-1954 годах работал в Сталинабаде. В 1957 году перевез семью в Москву.
Долгие годы преподавал на сценарно-киноведческом факультете ВГИКа.
Был членом Союза писателей СССР и членом Союза кинематографистов СССР.
Киновед Валерий Фомин вспоминал:
Мне посчастливилось в свое время увидеть Николая Николаевича Кладо в его коронном жанре публичного скандалитэ. К тому времени за ним уже столь прочно закрепилась соответствующая слава, что на трибуну его уже всеми правдами и неправдами просто не выпускали. Каждый раз он был вынужден просто прорываться. (...) Начальству при одном его появлении делалось дурно, а простой наш кинематографический народ, возможно, не всегда разделяя его мысли и оценки, был все равно ему страшно благодарен за то, что во время его огненных спичей в зале просыпались даже дохлые мухи. В другие времена и при другом начальстве талантам, знаниям и редким качествам Николая Николаевича наверняка нашлось бы более подходящее применение, а может быть, даже и цены бы им не было.
Автор нескольких книг и буклетов об актерах советского кино, а также многочисленных статей в сборниках и периодических изданиях, в том числе «Искусство кино», «Советский экран», «Литературная газета». Автор послесловия и составитель сборника «Таджикская советская драматургия» (1957), автор вступительного очерка и составитель Собрания сочинений бр. Васильевых (1981-1982), альбома-очерка «Братья Васильевы» (1979).
Автор пьес «Соловьиный источник» (пост. 1947), «Супружеский спор» (1949), «Год сомнений» (1952), «Амурские волны» (пост. 1966-67) и др.
10 декабря 1987 года Н. Кладо было присвоено звание Заслуженного деятеля искусств РСФСР.
Умер 23 декабря 1990 года. Похоронен на Миусском кладбище в Москве.
Дети: Тимур Николаевич Кладо (род. 1940) - строитель, Фатима Николаевна Кладо (род. 1942) - актриса, Дильбар Николаевна Кладо (род. 1943) - тележурналист, Екатерина Николаевна Кладо (род. 1970) - киновед.