Народився Микола Степанович Вінграновський 7 листопада 1936 р. у селі Богополі на Миколаївщині (нині Первомайськ).
У 1943 р. Вінграновський пішов у нульовий клас початкової школи в Кумарах, продовжив навчання в богопільській десятирічці, яку закінчив 1955 р. Тоді ж він вступив до Київського інституту театрального мистецтва ім. І.Карпенка-Карого на акторський відділ, де вже через два тижні обдарованого юнака вирізнив Олександр Довженко і «коронував» на долю артиста, кінорежисера й поета — за влучним висловом І. Дзюби, «на болісну й щасливу причетність до вічного творення духовності свого народу». Через рік учителя не стало, але прилучення до його світу позначилося на всій творчій долі Вінграновського: довженківське розуміння творчості як торжества свободи та краси резонують у кожному слові поета.
Ще студентом Вінграновський зіграв головну роль у «Повісті полум'яних літ», а фахом своїм обрав кінорежисуру (він створив 10 художніх фільмів, серед яких: «Берег надії», «Климко» та ін.).
З 1960 р., після закінчення ВДІКу, Вінграновський був режисером Київської кіностудії художніх фільмів ім. О. Довженка. У 1989—1993 рр. він був головою Українського відділення ПЕН-клубу.
Перші вірші Вінграновського побачили світ у 1957 р. в журналі «Дніпро», чотири поезії було опубліковано в 1958 р. в «Жовтні», але справжній розголос принесла добірка «З книги першої, ще не виданої», яка з'явилася у «Літературній газеті» 7 квітня 1961 р. Наступного року ця книжка вийшла в світ під назвою «Атомні прелюди» й стала одним з найголовніших побудників полемічного виру навколо нової поетичної генерації. Не часто трапляється, щоб перші газетні публікації віршів викликали такі рясні відгуки та полеміку, як це сталося з Миколою Вінграновським. Багато читачів гаряче вітали їхню появу, система ж зустріла новаторство негативно, звинувачуючи молодого поета в абстракціонізмі та сюрреалізмі. Наступна поетична збірка, «Сто поезій», вийшла через п'ять років.
Твори двох зазначених збірок, а також кілька нових віршів склали збірку «Поезії» (1971). Серед нових привертають увагу дві невеличкі поеми — «На Псло, на Ворсклу, на Сулу...», яка у пізніших виданнях названа «Голубі сестри людей», і «Гайавата».
Поема «Гайавата» свідомо зорієнтована своєю ритмікоінтонаційною будовою на відомий твір Лонгфелло. Звичайне земне життя зі своїми щоденними клопотами й тривогами, стачами і нестачами подається тут як найвище благо, у світлі якого всяке вигадане щастя є просто зайвим.
Виразним свідченням подальшого творчого розвитку Вінграновського стала збірка «На срібнім березі» (1978). Поетів голос став начебто тихішим, але відбулося внутрішнє ускладнення й збагачення його лірики, підвищилася прихована інтенсивність душевного життя.
У 1984 р. вийшла невеличка збірка «Губами теплими і оком золотим», у якій звичайні будні людини і природи постають як світова містерія. В ній органічно переплелися картини природи і спогади дитинства, інтимна лірика і предметна реальність світу, химерія і казка, добра витівка і гумор, а головне — затамована жура.
Майже одночасно з поезією Микола Вінграновський писав і прозу. Він створив кілька повістей та багато оповідань, і вони також стали важливою сторінкою його творчості (особливо повісті та оповідання 1980-х років). Письменник виробив оригінальний стиль, який, по суті, відповідає його поетичному письму. Сюжети прозових творів мають дуже відносну подієву основу і сповнені описом почуттів, якими автор щедро наділяє звірів, птахів, рослини й воду, сполучені в єдиний, самодостатній світ. Химерний, дивацький, перейнятий гумором, він випромінює світло духовної свободи. У повісті «Кінь на вечірній зорі» (1986) показана стоїчна витривалість українського народу, його життєлюбний дух; повість «Первінка» (1971) відображає моральне становлення особистості, «Сіроманець» (1977) — конфлікт цивілізації та природи, а «Літо на Десні» (1983) — безпричинність справжньої доброти.
Вінграновський помер 27 травня 2004 року в Києві, похований на Байковому кладовищі.