Родился в Москве 1888 года в дворянской семье. Окончив гимназию в Благовещенске, поступил на историко-филологический факультет в Петербурге (не окончил в итоге). Провел значительную часть своей юности и творческой молодости в Петрограде. Этот город стал для него не просто местом жительства, но и источником вдохновения, центральной темой его поэзии. В дореволюционном Петербурге он вращался в литературных кругах, печатался в различных изданиях. Его творчество этого периода отмечено эпатажем, игрой с формой и содержанием, характерными для акмеизма и футуризма, но при этом сохраняло собственную, узнаваемую интонацию.

Выступал в театрах-кабаре, а в 1917 даже создал свой собственный. После Октябрьской революции 1917 года, как и многие представители интеллигенции, Агнивцев оказался перед сложным выбором. Около 1920 года он эмигрировал из России. Большая часть его последующей жизни прошла в Европе, в частности, в Париже. Эмигрантский период был отмечен продолжением литературной деятельности, но уже в другом контексте. Тема России, утраченная родина, ностальгия по прошлому – все это нашло отражение в его произведениях, написанных за рубежом. Несмотря на удаленность от родных берегов, петербургская тема продолжала жить в его памяти и творчестве, трансформируясь под влиянием новых впечатлений и переживаний. В 1922 году создал в Берлине в театре кабаре «Ванька-Встанька» оформление которого выполнил русский эмигрант художник Андрей Андреев.
По возвращении в Советскую Россию сотрудничал в сатирических журналах, писал куплеты для эстрады и цирка, писал детские книжки.
Николай Агнивцев умер в больнице от туберкулёза горла 29 октября 1932 года в возрасте 44 лет.