Действительный тайный советник (с 16.04.1878). Из дворянского рода шведского происхождения. Родился близ города Радзивилов Кременецкого уезда Волынской губернии в семье почтмейстера Радзивилова Карла Карловича (Карла-Фердинанда) Гирса (1777—1835) от брака с Анной Петровной Литке, сестрой адмирала графа Ф.П. Литке. Дядя А.А. Гирса. Образование получил в Царскосельском лицее, который окончил в 1838 с чином 10-го класса. Избрав дипломатическое поприще, 13.10.1838 поступил на службу в Азиатский департамент МИД. Изучал восточные языки и историю Востока, знакомился с находившимися в департаменте документами, касавшимися отношений России со странами Востока. С 1841 младший драгоман (переводчик) при российском консульстве в Яссах. 21.05.1846 произведён в коллежские асессоры, в это время состоял агентом МИД при Скулянском карантине. В 1848—1850 дипломатический чиновник при командовании русских войск в Трансильвании. 21.05.1849 произведён в надворные советники. С 1850 1-й секретарь российской миссии в Константинополе (Турция), с 1851 по 1853 управлял консульством в Молдавии. 21.05.1852 произведён в коллежские советники.
В 1853—1854 директор канцелярии полномочного комиссара в княжествах Молдавии и Валахии. В 1855—1856 состоял при Новороссийском и Бессарабском генерал-губернаторе. В 1856—1858 генеральный консул в Египте. Был сторонником участия России в строительстве Суэцкого канала, поскольку видел в нём возможность расширить российскую торговлю и укрепить российские позиции на Дальнем Востоке. 17.04.1858 произведён в действительные статские советники. В 1858—1863 генеральный консул в Молдавии и Валахии. В 1863—1869 чрезвычайный посланник и полномочный министр в Персии. Умело противодействовал влиянию Англии, для укрепления политических и экономических связей России с Персией и нейтрализации там британского влияния выдвинул идею строительства железной дороги из Персии к городу Поти. 30.08.1865 произведён в тайные советники. В 1869—1872 чрезвычайный посланник и полномочный министр в Швейцарии. В 1872—1875 чрезвычайный посланник и полномочный министр при короле Швеции и Норвегии.
С 2.12.1875 товарищ министра иностранных дел, сенатор и одновременно управляющий Азиатским департаментом МИД на правах директора. Один из ближайших сотрудников канцлера кн. A.M. Горчакова (жена Гирса - родная племянница канцлера), Гирс неоднократно, во время отсутствия канцлера, управлял министерством (а с 1879 фактически руководил МИД). В 1878—1881 внешнюю политику России во многом формировал военный министр граф Д.А. Милютин (по основным положениям Гирс поддерживал его позицию). В декабре 1876 избран почетным членом Петербургской АН. С 1879 статс-секретарь Е.И.В.
С 28.03.1882 министр иностранных дел и член Государственного совета. Обладая большим опытом практической работы, проводил стратегическую линию, отличавшуюся сдержанностью, осторожностью, склонностью к поиску компромиссных решений. Считал, что война и её последствия будут пагубными для самодержавия. В сближении России с Германией и Австро-Венгрией видел надёжное средство сохранения мира. Стремился сохранить Союз трех императоров, присутствовал на четырех встречах императоров России, Австро-Венгрии и Германии в 1879, 1881, 1884, 1885. Последним успехом этой политики Гирса явилсь заключение в 1887 «перестраховочного договора». Политика Гирса подвергалась критике со стороны как военного министерства, так и видных дипломатов (П.А. Сабуров, Н.П. Игнатьев, А.Г. Жомини), а также весьма влиятельного редактора газеты «Московские ведомости» М.Н. Каткова; антигермански настроенные круги в России ставили в упрек Гирсу его нерусское происхождение и лютеранское вероисповедание (хотя женат он был на православной, его дети были православные). Император Александр III, поддерживая действия Гирса, ничего не предпринимал для поднятия престижа министра в глазах общества. После охлаждения русско-германских отношений после отставки канцлера О. Бисмарка и назначения на этот пост Л. Каприви (1890) Гирс признал необходимость сближения с Францией, хотя лично был против этого и считал в недалёком прошлом его «равным самоубийству». Участвовал в поэтапном оформлении русско-французского союза (дипломатическое соглашение 1891, военная конвенция 1893, подписанная Гирсом лишь по прямому указанию Александра III).
Поддерживал ориентацию российской внешней политики на продвижение в Азии. В продвижении России в Азию Гирс видел, во-первых, возможность некоторого возмещения за ближневосточные неудачи 1878, а во-вторых, известное средство ослабления позиций Англии не только в Азии, но и в Европе. Вместе с тем он опасался серьёзного обострения русско-английских отношений и в 1885 приложил немало усилий для того, чтобы избежать военного столкновения с Англией. Удостоен российских орденов, в том числе Св. Владимира 4-й степ. (1849), Св. Анны 2-й степ. (1853), Св. Владимира 3-й степ. (1856), Св. Станислава 1-й степ. (1860), Св. Анны 1-й степ. (1863), Св. Владимира 2-й степ. (1868), Белого Орла (1872), Св. Александра Невского (13.04.1875, алмазные знаки - 15.05.1883), Св. Владимира 1-й степ. (13.10.1888), Св. Апостола Андрея Первозванного (1.01.1894), а также иностранных, в том числе Железной Короны 2-й степ. (Австрия, 1849), портрет Е.В. шаха 1 класса с бриллиантами (Персия, 1865), Св. Олафа большого креста (Швеция, 1873), Полярной звезды 1-й степ. (Швеция, 1875), Данеброга 1-й степ. (Дания, 1876), Спасителя 1-й степ. (Греция, 1876), Карла III большого креста с цепью (Испания, 1877, цепь - 10.12.1885), Звезды 1-й степ. (Румыния, 1878), Кн. Даниила I 1-й степ. (Черногория, 1878), Восходящего Солнца 1-й степ. (Япония, 1879), Леопольда большого креста (Австро-Венгрия, 1880), Нидерландского Льва большого креста (Нидерланды, 1881), украшенного бриллиантами знака Красного орла 1-й степ. (Пруссия, 1881), Османие 1-й степ. (Османская империя, 1881, алмазы к ордену - 1888), Пия IX большого креста (Ватикан, 21.04.1883), Св. Маврикия и Лазаря 1-й степ. (Италия, 5.05.1883), Короны большого креста (Бавария, 5.05.1883), Красного орла 3-й степ. (Пруссия, 16.05.1883), Почётного легиона большого креста (Франция, 26.07.1883), Короны большого креста (Вюртемберг, 27.07.1883), Золотого льва Нассауского дома большого креста (Нидерланды, 2.08.1883), Леопольда 1-й степ. (Бельгия, 8.09.1883), Белого сокола большого креста (Саксен-Веймар, 8.09.1883), Калакауа большого креста (Гавайи, 1883), Св. Карла большого креста (Монако, 1883), Чёрного орла (Пруссия, 11.03.1884, бриллиантовые знаки к ордену - 13.07.1888), Эрнестинского дома 1-й степ. (Саксен-Альтенбург, 14.04.1884), Людвига (Гессен-Дармштадт, 2.06.1884), Св. Стефана большого креста (Австро-Венгрия, 25.09.1884), Розы большого креста (Бразилия, 16.10.1884), Башни и Меча большого креста (Португалия, 26.09.1887), "Кери" (Япония, 24.10.1888), Слона (Дания, 25.10.1888), Куде с бриллиантами (Персия, 1889), Красного орла большого креста (Пруссия), Белого орла 1-й степ. (Сербия, 21.08.1890), Серафимов (Швеция, 18.01.1892). Имел знаки отличия беспорочной службы за 15 (1854) и 40 лет, медали в память Венгерской войны 1849 и войны 1853-1856, знак Красного Креста, В 1877, 1878, 1879 удостаивался Монаршего благоволения. В 1893—1894 в связи с болезнью не играл активной внешнеполитической роли. Скончался в С.-Петербурге на 75-м году жизни.
По свидетельству современников, Гирс отличался добротою, мягкостью, доступностью, вежливым и ласковым обращением, необыкновенной, чарующей любезностью. Как отмечал граф С.Ю. Витте, «Гирс был прекрасный человек, очень уравновешенный, спокойный, смирный. В тех случаях, когда мне приходилось с ним сталкиваться, мои отношения всегда с ним были самые лучшие; вообще я от него ничего, кроме разумных вещей, не слыхал... Государь император ему доверял и его любил. Гирс был человек осторожный, дипломат, человек со средними способностями, без широких взглядов, но опытный. Он как раз подходил, чтобы быть министром иностранных дел при таком императоре, как... Александр III. Император Александр III как-то раз сам так выразился: „Сам себе я министр иностранных дел". Александр III относился к Гирсу как к секретарю по иностранным делам, хотя это нисколько не исключало того, что иногда император Александр III слушал Гирса, когда он видел, что Гирc делает ему какие-нибудь указания, которых он не имел в виду...». Один из ближайших сотрудников Гирса, впоследствии министр иностранных дел, граф В.Н. Ламздорф писал: «Работая с г-ном Гирсом, чаще всего приходилось догадываться. Он не любил ни ставить точки над i, ни применять четкие формулировки. Его мысль, зачастую более глубокая, прощупывала обширную область непредвиденного, а присущая ему крайняя осторожность заставляла отдавать предпочтение выражениям, несколько расплывчатым и смягченным. И, что самое главное, он не умел или, скорее, не хотел кратко подытожить свои мысли, усвоив печальную привычку прикрывать их целой кучей сетований, жалоб и опасений, не имеющих прямого отношения к делу. По любому поводу он говорил: „Как это меня печалит", „Дело идет плохо" и т. п. Иногда, уходя от него, я чувствовал, как у меня... опускаются руки». Статс-секретарь А.А. Половцов, в целом негативно относившийся к Гирсу, наблюдая его на заседаниях Государственного совета, писал: «Гирс, как испуганный заяц, прячется в свое кресло и даже закрывает лицо рукою. По делам внешней политики говорить не приходится, но если в том является необходимость, то Гирс высказывает уклончивые мысли в застенчивой форме и самой неправильной русской речью».
Женат (с 1852) на княжне Ольге Егоровне Кантакузиной (1830—1903), дочери полковника князя Е.М. Кантакузина от брака с княжной Е.М. Горчаковой (сестрой канцлера светл. князя A.M. Горчакова). Её приобретённое имение по состоянию на 1895 - 416 десятин земли в Бессарабской губернии. Их дети: Владимир Николаевич (1851-1852); Н.Н. Гирс; М.Н. Гирс; Александр Николаевич (1861—?), камергер, Енисейский губернатор (1906—1909); Константин Николаевич (1864—1940), церемониймейстер; Наталья Николаевна (1850—1885), фрейлина; Ольга Николаевна (1854—?), замужем за румынским дипломатом (в 1896—1912 посланником в России) Г. Розетти-Солеску; Вера Николаевна (1872-?), фрейлина.
