Н.И. Астров родился в 1868 году в семье врача. Друзья, те, кто знал его семью, всегда вспоминали «Детство и отрочество» Толстого – в таком доме он вырос, от него взял все доброе. Мягкость Астрова и, одновременно, резкость в защите принципов воспитаны его семьей, «мягкой и светлой, но и лишенной всякого оппортунизма. Эта семья дала ему основы изумительного бескорыстия, великодушия, безусловной нравственной чистоты и безукоризненного джентльменства». В 1890 году он окончил гимназию, а спустя четыре года – юридический факультет Московского университета. Тогда же стал кандидатом на судебные должности при Московском окружном суде. В сентябре 1894 года был избран мировым судьей, а в мае 1897-го – городским секретарем. Им он пробыл до 1907 года и в качестве такового имел сильное влияние на городского голову князя В.М. Голицына. Свое влияние и авторитет Астров распространил и на городскую думу. Особенно это чувствуется начиная с 1905 года, когда он стал гласным Думы, а вслед затем – гласным Губернского земского собрания и одним из лидеров «прогрессивной группы».
Во многом благодаря Астрову Московская городская дума приняла 30 ноября 1904 года свое знаменитое заявление, ставшее своеобразным политическим Рубиконом: дума встала в оппозицию правительству. Известный московский предприниматель и гласный думы Н.П. Вишняков, который придерживался весьма консервативных политических взглядов, признавал этот факт. Он находил, что Астров – «человек очень неглупый, себе на уме, хитрый, с отличной выдержкой», «все время командовал князенькой» – городским головой кн. В.М. Голицыным. По воспоминаниям самого Астрова, влиятельный московский либерал Л.В. Любенков предвидел эту ситуацию, когда еще только уговаривал Николая Ивановича занять место секретаря: «Хорошо, что ты станешь секретарем Московской думы, да еще при мягком Голицыне. Все ты заберешь в свои руки. Ты с характером и с волей. Влияние твое будет большое».
Характер деятельности Николая Ивановича и личный его характер складывались под влиянием городского самоуправления: «Москва открыла ему любовь к самодеятельности как основе общежития». Близкий друг и соратник Астрова П.П. Юренев отмечал, что Москва дала ему ценное качество, редкое для русского политического деятеля: привычку к практической деятельности и умение наладить и вести деловую работу. Самостоятельность Московской городской думы, по убеждению самого Астрова, обязана выражаться не только в громких постановлениях, но и в повседневной будничной работе, а лучшей рекомендацией ей должны служить школы, больницы, трамвай, канализация, водопровод, бойни. Умение соединить мировоззрение с живой, реальной работой, на деле показать, как идеи общественной свободы облекаются в практические формы, создают удачные типы городского хозяйства и улучшают их в интересах широких масс, – «это умение было особо свойственно характеру Николая Ивановича и составляет его огромную заслугу не только перед Москвой. Он прекрасно понимал, что в сочетании отвлеченных идей с вопросами будничного дня кроется главная трудность разрешения современных политических задач». Особенность своего подхода к этим задачам Николай Иванович широко применил в деятельности Всероссийского союза городов (ВСГ), органа первостепенного политического значения, выполнявшего вместе с тем и колоссальную практическую работу. Уверенность в том, что общественная самодеятельность, и только она, служит залогом возрождения России, Н.И. Астров вынес из муниципальной работы. Это была его основная идея, которую он положил в основу всего своего политического мировоззрения и которой он жил до последних минут. Как образно сказал Юренев, из маленького уютного дома в московском переулке он видел не только Москву, но и Россию; не только Россию, но и широкий мир с его вечными задачами, со страстным желанием служить правде и праву.
Все это во многом объясняет и чрезвычайную активность Астрова на общероссийском уровне: он состоял секретарем Земско-городского съезда (ЗГС) в 1905 году; по приглашению С.А. Муромцева и князя Д.И. Шаховского заведовал канцелярией I Государственной думы. Уже тогда ему стало ясно, что тактика правительства направлена на то, чтобы сорвать работу этой Думы. «И ее сорвали, одержав пиррову победу и погубив Россию».