Николас родился 21 мая 1959 года в Нью-Йорке. Отцом мальчика был известный пионер греко-американского кинематографа, актер, сценарист и режиссер Джон Николас Кассаветис. Принято считать, что его киноработы оказали огромное влияние на творчество Жана-Люка Годара, Жака Риветта, Мартина Скорсезе, Нанни Моретти и ряда других кинематографистов. Матерью Николаса был знаменитая американская актриса, обладательница престижных премий «Золотой глобус», «Эмми» и «Серебряный медведь», Джина Роулендс. Кроме Ника в семье росли еще два ребенка, его младшие сестры Зои и Александра. Впоследствии Александра Кассаветис стала актрисой и режиссером, а Зои Кассаветис – режиссером и сценаристом. Ник впервые появился на экране в довольно раннем возрасте. Это были киноработы его отца: комедийная драма 1970 года «Мужья», повествующая о четырех друзьях, осознавших собственную уязвимость в результате ранней смерти одного из них и пустившихся во все тяжкие, а также арт-хаусная мелодрама 1974 года «Женщина под влиянием», рассказывающая историю домохозяйки Мейбл с ее мужем и детьми. В этой картине мальчик сыграл вместе со своей матерью, Джиной Роулендс. Изначально, проведя большую часть детства в эпицентре киноиндустрии, Николас был твердо уверен, что не последует по стопам родителей. Вместо этого он поступил в Сиракузский университет, подаривший миру нескольких профессиональных баскетболистов высокого ранга. Тогда мечтой Николаса была баскетбольная карьера. Вскоре Кассаветису пришлось отказаться от нее из-за полученной серьезной травмы. В итоге он все же направил усилия на создание карьеры в кинематографе и поступил в Нью-Йоркскую академию драматического искусства, где когда-то учились родители Ника.
Среди актерских работ Николаса были роли в боевике Джона Ву «Без лица», где он играл вместе с Джоном Траволтой и Николасом Кейджем; в мистическом триллере Майка Мервина «Дух мщения», главные роли в котором сыграли Мартин Шин и Шерилин Фенн; в криминальной комедии Теда Демме «Пожизненно», где партнером Ника стал Эдди Мерфи; вместе с актером русско-еврейского происхождения Сашей Митчеллом в фильме ужасов Марка Л. Лестера «Класс 1999: Новый учитель»; в драме Руперта Хитцига и Джейсона О’Мэлли «Мечты на задворках», главную роль в которой исполнила Брук Шилдс; в фантастической ленте Рэнда Рэвича с Джонни Деппом и Шарлиз Терон «Жена астронавта». В 1996 году Кассаветис дебютировал в качестве режиссера. Его первой работой стала драма, основанная на его собственном сценарии, «Отцепись от звезд». Главные роли в фильме исполнили его мать, Джина Роулендс, и Мариса Томей. Через год Николас взялся за создание фильма по сценарию своего ушедшего из жизни отца. Проект получил название «Она прекрасна», а главные роли сыграли Джон Траволта, Шон Пенн и Робин Райт Пенн. Фильм был удостоен технического гран-при на Каннском кинофестивале и завоевал «Золотую пальмовую ветвь». В 2001 году Кассаветис стал соавтором сценария ленты, основанной на реальных событиях из жизни контрабандиста Джорджа Джанга «Кокаин». Через год режиссер снял триллер «Джон Кью», рассказывающий об отчаявшемся отце семейства, готовом на все, чтобы спасти жизнь больного сына.
В 2004 году Ник снова обратился к актерскому таланту матери при экранизации бестселлера Николаса Спаркса «Дневник памяти». Режиссер Кассаветис, которого так привлекали биографические сюжеты, подарил зрителям еще один фильм, основанный на реальных событиях, драму «Альфа дог», рассказывающую о похищении и убийстве подростка молодым наркоторговцем. В 2009 году свет увидела драма «Мой ангел-хранитель», созданная по роману Джоди Пиколт. Это история о родителях, которые зачали в пробирке второго ребенка с целью поддерживать жизнь в тяжело больной первой дочери. В настоящее время Николас работает над съемками комедии «Другая женщина», выход которой запланирован на 2014 год.
