Mandl Miklós néven született Szegeden, 1892. február 15-én, egy postatiszt fiaként. Az elemi elvégzése után Budapestre került, ahol egy képzőművészeti gimnáziumban tanult. Itt ismerkedett meg a litográfiával, fényképezéssel és a különböző fotóeljárásokkal.
A középiskola elvégzése után Németországban tanult tovább. Egy müncheni főiskolán nemzetközi fotósokszorosítói képesítést szerzett, majd Berlin következett, ahol újabb három évig képezte magát, megismerkedett a színszűrők kezelésével és a háromszín-eljárásokkal. 1911-től egy német kiadónál az Ullsteinnél helyezkedett el.
Mindössze néhány évet dolgozott Németországban, mivel a közelgő háborús helyzet már éreztette hatását. 1913-ban úgy döntött, hogy az Egyesült Államokban próbál szerencsét. Mindössze egy sokszorosítói diplomát és kb. 50 szavas angol szókincset tudhatott magáénak. Kezdetben a new york-i Brooklynban, egy színes nyomdában sikerült elhelyezkednie. Bár az iskolában fotózást is tanult, úgy döntött továbbképzi magát, így részidős inasként egy greenwich village-i műteremben kóstolhatott bele a portréfotózásba. Későbbi pályafutását is zömében a műtermi arckép készítés határozta meg.
Első sikerét 1920-ban, egy Florence Reedről – egy akkoriban híres némafilm színésznőről – készült portréjával érte el. A képet az amerikai divatmagazin, a Harper’s Bazaar vásárolta meg.
Greenwich Village-be költözött, és lakásán nyitotta meg saját műtermét, de kezdetben még nem volt képes megélni a fotózásból, így meg kellett tartania nyomdai állását is. Neve azonban hamar ismert lett és főfoglalkozásként fordulhatott a fényképezés felé. Portréstúdióját a korszak összes new york-i híressége megjárta, szinte egyik pillanatról a másikra vált a város kedvelt celebfotósává.
Több népszerű magazintól is megrendeléseket kapott. 1926-ban a Vanity Fair Európába küldte, ahol Londonban Párizsban, majd Berlinban fotózta a kor hírességeit. Lencséje elé kerül a festő, Claude Monet és az író, George Bernard Shaw is. Pályafutása során több amerikai elnököt is megörökíthetett, így Calvin Coolidge-et, Herbert Hoover-t, később pedig Franklin D. Roosevelt-et és Dwight D. Eisenhowert.
A húszas évek végén komoly népszerűségre tett szert egyedi color carbro eljárásával, mely nagyfokú szaktudást igényelt. Ő hozta létre az első amerikai színes fotólabort, Németországból vásárolt felszerelésével.
Az eljárásban három színkivonati negatívról pigmentképet nagyítanak, a végső, színes kép pedig ezek egymásra másolásával jön létre. A 20-as, 30-as években népszerű divatmagazinok színes borítói is ezzel a módszerrel készültek. Magyarországon is voltak használói, de idehaza kevésbé terjedt el.
1929-ben Hollywoodba utazott, hogy a mozivilág akkori sztárjait fényképezze. Portréalanya volt például Greta Garbo, Charlie Chaplin, és Fred Astaire is. Dolgozott a Vogue, Ladies’ Home Journal magazinoknak, és a The New York Times-nak.
Ismeretséget kötött a bécsi születésű, de régóta New Yorkban élő Edward L. Bernays-szal, akit az modern reklám és a P.R. úttörőjének tartanak. Bernays segítségével számos reklámfotós megbízás kapott, olyan jelentős cégektől is, mint például a Lucky Strike dohányipari vállalat. 1930-ban szerződést köt egy reklámcéggel és szintje ontja a fényképeket. Nevéhez fűződik az első természetes színeket visszaadó reklámfotó elkészítése.
Az 1920-as, 30-as évek nem csak a fényképezésben hozták meg Muray számára a sikert – aki az USA-ban Nickolas Muray néven vált ismertté – hanem a sportban is. Az életében ugyanis igen komoly szerepet játszott a vívás. A mindennapos edzések életének szerves részét képezték, és nem is voltak eredménytelenek, hiszen 1927-ban és 28-ban amerikai bajnok lett. 1928-ban az USA kardcsapatának tagjaként utazhatott az amszterdami olimpiára, majd 1932-ben ismét tagja a los angeles-i olimpia vívóinak, ahol párbajtőr csapatban egy bronzérmet szerzett az Egyesült Államok számára.
A ’32-es los angeles-i olimpián egyébként a magyar vívók egy egyéni és egy csapat aranyat hoztak el, hasonlóan az 1928-as amszterdami játékokhoz, ahol szintén két aranyat sikerült kiharcolnunk.
Magánélete viszont nem alakult olyan sikeresen, mint fotós és sport karrierje. Összesen négyszer nősült és köztudomású kb. 10 évig tartó szerelmi viszonya a híres mexikói származású festőnővel, Frida Kahlo-val, mely beteljesítetlen maradt. 1931-ben már harmadik házasságát kötötte, és ebben az időben ismerkedett meg Fridával, aki viszont a mexikói festő, Diego Rivera felesége volt. 1937-ben Muray meglehetősen viharos körülmények között vált el harmadik feleségétől, Kahlo pedig 39-ben vált külön Riverától, hogy aztán egy év múlva újra hozzámenjen, összetörve Muray házassági reményeit. Kahloval ezután is barátok maradtak, és számos kiváló portré készült a művésznőről. Az azóta elhíresült képeket a Frida Kahlo Múzeum, a George Eastman-ház, és a new york-i Metropolitan Museum of Art őrzi.
Muray neves műgyűjtőként is ismert volt. Még a Kahlo előtti időszakban ismerkedett meg a mexikói festők jelesebb képviselőivel. Innen származó festménygyűjteménye egyedülálló volt.
1920 és 40 között több mint 10 ezer portréfotó került ki Muray Miklós keze alól, de később inkább a reklám felé fordult. Dolgozott a General Electric, a Sara Lee, az American Cyanamid, és a Kraft vállalatok reklámkampányain.
1941-ben végleg szakított Frida Kahloval, és 59 évesen elvette Margaret Schwabot, akivel leghosszabb, több mint 20 évig tartó házasságát élte. Két gyermekük született, Nicholas Christopher és Mimi.
A háború után érdeklődése a reklám mellett a kísérleti jellegű fényképezés felé fordult. Több színházi fotót is csinált, melyeken a festményszerű beállítás és hangulat érződik. Reklámfotói átformálták a hirdetési piacot és számos, utódai által is gyakran használt sémát alapoztak meg. Életműve sok későbbi fotósra volt nagy hatással, így követői között tartják számon Irving Pennt, Diane Arbust, és Annie Leibovitzot.
Egyik utolsó nyilvános arcképét Eisenhower elnökről készítette az ötvenes években.
A sportról soha nem mondott le, rendszeresen eljárt a vívóedzésekre, még 70 évesen is. 1965. november 2-án a New York Atlétikai klubban tartott egyik edzésén összeesett, és már nem tudtak rajta segíteni. 73 évet élt.
