Διπλωματικός υπάλληλος, γόνος της ιστορικής αρκαδικής φαμίλιας των Δεληγιανναίων και εξάδελφος του πολιτικού Θεόδωρου Δηλιγιάννη. Υπηρέτησε ως πρεσβευτής στις ελληνικές πρεσβείες του Βελιγραδίου και των Παρισίων.
Κατά τη διάρκεια της κυβερνητικής κρίσης, που ακολούθησε την παραίτηση του πρωθυπουργού Χαρίλαου Τρικούπη στις 11 Ιανουαρίου 1895, διορίσθηκε από τον Γεώργιο Α' διαβατικός πρωθυπουργός (σήμερα τον αποκαλούμε υπηρεσιακό), με σκοπό να οδηγήσει τη χώρα σε εκλογές. Ο ίδιος και τα περισσότερα μέλη της κυβέρνησής του δεν είχαν ενεργό ανάμιξη στην πολιτική, αλλά ήταν πιστοί φιλοβασιλικοί.
Οι εκλογές διεξήχθησαν στις 16ης Απριλίου 1895 και σήμαναν το τέλος της πολιτικής καριέρας του Χαρίλαου Τρικούπη, καθώς το κόμμα του υπέστη συντριβή και ο ίδιος δεν εξελέγη βουλευτής. Ο Νικόλαος Δηλιγιάννης παρέδωσε την εξουσία στις 31 Μαΐου 1895 στον νικητή των εκλογών, εξάδελφό του Θεόδωρο Δηλιγιάννη, που ανέλαβε για τρίτη φορά την πρωθυπουργία.
Πέθανε το 1910, σε ηλικία 69 ετών.