Родился 6 мая (19 мая по новому стилю) 1907 года в городе Тифлисе (Тбилиси). Его мать — Евдокия Ивановна Атманаки, гречанка-эллинка, происходила из семьи греков, осевших в Крыму в середине 19 века; отец — Владимир Митрофанович Литвинов, родом был из кубанских казаков, проживавших в адыгейской станице.
Поставил цикл радиоигры для детей «Угадайка», в которой сам принимал участие в качестве ведущего. За свою творческую жизнь Н. В. Литвинов поставил сотни радиоспектаклей и провел тысячи радиопередач. В 1970-е годы и 1980-е годы огромным успехом пользовалась передача «Радионяня», которая также создавалась под руководством Литвинова и с его участием. Последнюю радиозапись сделал 24 декабря 1987 года, а 27 декабря его не стало.