Проф. Николай К. Витанов е роден на 2 декември 1965 г. във Велико Търново. Там завършва математическа гимназия със златен медал. Завършил е физика на твърдото тяло в СУ “Св. Кл. Охридски”, където защитава през 1994 г. кандидатска дисертация по физика на кондензираната материя. Специализира 4 г. във физическия факултет на университета в Байройт