В 1968 году закончил восьмилетнюю школу и поступил в Куйбышевский машиностроительный техникум.
В 1972 году с красным дипломом закончил техникум и начал работать на Самарском металлургическом заводе, откуда был призван в армию. Курсант учебного полка, командир отделения, замкомвзвода, старшина.
После службы работал мастером на Самарском 9-ом ГПЗ, а с января 1975 года вернулся в армию на сверхсрочную службу. В этом же году поступил во Всесоюзный юридический заочный институт, который закончил в 1980 году. Во время обучения в институте экстерном сдал экзамены в Саратовском училище МВД СССР по курсу «Общевойсковой офицер», которое окончил в 1978 году. В этом же году назначен заместителем командира роты, затем служил на разных должностях. А в 1989 году назначен командиром войсковой части внутренних войск МВД России.
С 1995 по 1997 год — заместитель командира бригады.
После демобилизации в 1997 году полковник запаса Николай Николаевич Митрянин работал заместителем начальника Поволжского учебного центра.
С 1999 года — председатель правления Самарского регионального отделения общественной организации инвалидов внутренних войск МВД России, председатель Совета ветеранов внутренних войск Самарской области.
С 2002 года — помощник депутата Самарской Губернской Думы: В.Ф.Сазонова.
Член партии «Единая Россия».
С 2004 по 2010 годы Николай Николаевич руководил местным исполнительным комитетом Всероссийской политической партии «Единая Россия» Кировского района г. Самара. С 2005 года являлся также заместителем секретаря политсовета местного отделения Кировского района. С 2010 года является руководителем фракции «Единая Россия» Думы городского округа Самара V созыва.
Николай Николаевич Митрянин – участник боевых действий в Чечне и других горячих точках на Кавказе. Имеет ранения, награжден медалями и орденами, в том числе, орденом Мужества, орденом «За службу Родине в вооруженных силах СССР» III степени, медалями «За отличную службу по охране общественного порядка», «За боевое содружество», «За заслуги перед Внутренними войсками», а также медалью «За безупречную службу» I, II и III степени, юбилейными медалями, знаками и почетной грамотой МВД.
Женат, воспитал двух дочерей.
10 октября 2010 года избран депутатом Думы городского округа Самара по Кировскому избирательному округу №24.