Датский актёр, продюсер, сценарист, режиссёр.

Родился 27 июля 1970 года в Рудкёбинге, Южная Дания, Дания, Королевство Дании.

В 1989-1993 годах учился в Национальной театральной школе в Копенгагене.

В театре актёр дебютировал в роли Лаэрта в постановке трагедии Шекспира «Гамлет» в Театре Бетти Нансен.

В 2001 году сыграл роль мастер-сержанта Гэри Айвена Гордона в фильме «Чёрный ястреб», крайне положительно принятом критикой и завоевавшем множество премий и наград в области кинематографа. В том же году, вместе с Кейт Уинслет снимался в картине «Энигма».

Сотрудничество с Ридли Скоттом продолжилось в 2005 году фильмом «Царство небесное», где Николай сыграл роль деревенского шерифа. А Ричард Лонкрейн, в «Уимблдоне» которого Костер-Валдау снимался в 2004 году, пригласил его на роль подручного главного антагониста в триллере «Огненная стена» (2006), где Николай играл вместе с Харрисоном Фордом.
Роль в фильме «Ночное дежурство» (1994) сделала его имя популярным на родине, после чего он участвовал во множестве европейских кино- и телепроектах (в основном в скандинавских странах). В американской индустрии развлечений дебютировал в проектах телекомпании FOX: т/с «Новый Амстердам» (2008), в котором сыграл детектива Джона Амстердама и фильме 2009 года «Виртуальность», где исполнил роль капитана космического корабля Фрэнка Пайка. Последний фильм был изначально задуман как сериал, однако после выхода пилотного выпуска было принято решение выпустить полнометражную версию.

В августе 2009 года было анонсировано участие актёра в экранизации телекомпанией НВО серии книг «Песнь Льда и Огня» Джорджа Мартина, где он исполняет роль сира Джейме Ланнистера. Телесериал «Игра престолов» выходил на экраны с 2011 по 2018 годы.

Женат на гренландской актрисе, победительнице конкурса Мисс Гренландия Нукаке Мотцефельдт. Пара имеет двух дочерей: Филиппу (октябрь 2000 г.) и Саффину (ноябрь 2003 г.).

С 2003 года Костер-Валдау поддерживает Датский Красный Крест.