Родился 14 марта 1946 года в Омске. В Советской Армии с 1965 года. Окончил Омское высшее общевойсковое командное училище в 1969 году. С 1969 года командовал мотострелковым взводом, мотострелковой ротой, мотострелковым батальоном и был заместителем командира мотострелкового полка в Группе советских войск в Германии, Среднеазиатском военном округе, Забайкальском военном округе.

В 1978 году окончил Военную академию имени М. В. Фрунзе. С 1978 года — заместитель командира и командир мотострелковой дивизии. Участвовал в Афганской войне. После возвращения из Афганистана — начальник окружного учебного центра Сибирского военного округа в Омске.

В 1990 году — окончил Военную академию Генерального штаба Вооружённых сил СССР. С 1990 года командовал армейским корпусом в Туркестанском военном округе, затем командующий армией (общевойсковой) в Дальневосточном военном округе.

С ноября 1994 года — первый заместитель командующего войсками Забайкальского военного округа. С сентября 1996 года — командующий войсками Забайкальского военного округа. Когда в декабре 1998 года путём объединения Сибирского военного округа и Забайкальского военного округа был создан объединённый Сибирский военный округ с штабом в Чите, генерал-полковник Н. В. Кормильцев был назначен командующим войсками этого округа. Н. В. Кормильцев возглавлял самый большой в России по численности и по площади военный округ. Как отмечают военные эксперты, в нем было меньше всего происшествий и преступлений. 

Был одним из немногих генералов Вооружённых Сил России, заявлявших об ошибочности принятого в 1997 году решения об упразднении Главного командования Сухопутных войск. В своём округе Кормильцев сохранил прежнюю систему боевой подготовки сухопутных войск и неоднократно публично заявлял о необходимости возрождения их Главкомата. В апреле 2001 года было принято решение о возрождении Главного командования сухопутных войск, а Н. В. Кормильцев был назначен первым Главнокомандующим Сухопутных войск Российской Федерации — заместителем Министра обороны Российской Федерации. Воинское звание генерал армии присвоено указом Президента Российской Федерации В. В. Путина от 11 июня 2003 года.

В октябре 2004 года подал рапорт об увольнении в запас из-за несогласия с министром обороны и начальником Генерального Штаба Вооружённых сил Российской Федерации с очередной реорганизацией структуры Вооружённых сил. Рапорт был удовлетворён.

Генералу Кормильцеву принадлежит идея создания курсов младших лейтенантов, выпускники которых должны восполнить некомплект командиров взводов в войсках, поддержанная Генштабом и распространенная по всем Вооруженным Силам.