Композитор, певец. Народный артист Украины (1994).
Родился 1 сентября 1947 года в селе Сарнов Волочисского района Хмельницкой области. В 1962-1966 годах учился в Черновицком музыкальном училище. В 1969-1973 годах проходил обучение в Харьковском юридическом институте, который не окончил не сдав государственные экзамены. Одновременно (1971-1973) учился в Республиканской студии эстрадно-циркового искусства при Укрконцерте в Киеве. Окончил Киевскую государственную консерваторию имени П.И. Чайковского по специальности "сольное пение" (класс К. Огневого).
Начинал карьеру эстрадного певца в ВИА "Беркут" (Ивано-Франковск), в 1977 году был приглашен в Киевский мюзик-холл. Дважды, в 1979 и 1981 годах, Мозговой занимал второе место на конкурсе исполнителей песен социалистических стран в Ялте. В 1979 году София Ротару спела его песню "Край, мій рідний край" ("Край, мой родной край"), что сделало Мозгового широко известным. Затем Николай Мозговой перешел в Украинское гастрольно-концертное объединение "Укрконцерт" и с того времени исполнял только собственные песни: "Моя перша любов", "Горянка", "Вперше", "Минає день", "Зачаровані слова", "Дві качелі", "Зачаруй нас, любов", "Сердце скрипки", "Тополиный край" и другие. Сначала Мозговой пел с ВИА "Мальви"; в 1986 году, получив звание заслуженного артиста Украины, собрал собственную аккомпанирующую группу "Вересень" ("Сентябрь"). Исполняя сольную авторскую программу, некоторое время был самым оплачиваемым певцом в Украине. Одно время был референтом ЦК ЛКСМУ по культуре. В качестве композитора неоднократно становился лауреатом песенного конкурса Центрального телевидения СССР "Песня года".
В 1991 году прекратил концертную деятельность и занялся менеджментом в сфере шоу-бизнеса. С 1993 года Николай Мозговой возглавлял Украинский художественный фонд имени Владимира Ивасюка. Являлся основателем и неизменным председателем жюри двух Международных телевизионных фестивалей: "Песня будет среди нас" имени Владимира Ивасюка (г. Черновцы) и "Море друзей" (г. Ялта), в рамках которых проводились конкурсы молодых исполнителей современной украинской песни, руководил собственной студией звукозаписи, которая со временем переросла в Государственный театр песни.
С 1994 по 1999 годы – директор и художественный руководитель Украинского государственного театра песни. С 1999 года – на преподавательской работе (профессор (2004), заведующий кафедрой теории и методики постановки голоса Института искусств Национального педагогического университета имени М. Драгоманова). Являлся одним из основателей и членом Совета партии "Справедливость" (2001-2007).
С марта 2005 года – генеральный директор и художественный руководитель Национального дворца искусств "Украина". В 2007 году получил звание кандидата искусствоведения. Тема диссертации: "Становление и тенденции развития украинской эстрадной песни". Жил в Киеве. Скончался 30 июля 2010 года. Похоронен на Байковом кладбище.
Награжден орденом князя Ярослава Мудрого V степени "за выдающийся личный вклад в развитие украинской культуры и искусства, многолетний плодотворный труд" (31.08.2007).