По окончании в 1879 г. курса на физико-математическом факультете Санкт-Петербургского университета оставлен для приготовления к профессорскому званию по кафедре геологии, в 1881 г. избран хранителем геологического кабинета СПб. университета, в 1885 г. перешел на службу в геологический комитет, где работал геологом. В 1884 г. удостоен степени магистра минералогии и геогнозии, а в 1893 г. — доктора минералогии.
В течение нескольких лет состоял также приват-доцентом Санкт-Петербургского университета.
В начале 1880-х гг. участвовал вместе с Н. В. Кудрявцевым в геологических исследованиях Орловской губ., производимых под руководством проф. А. А. Иностранцева.
В 1885 г. Соколов перешел на службу в геологический комитет, где состоял старшим геологом до самой смерти.
Соколов известен своими исследованиями дюнных образований, гидрологии и третичных отложений юга России и их фауны.
Труды Соколова Н. А. : «Дюны, их образование, развитие и внутреннее строение» (магистерская дисс.); «Нижнетретичные отложения южной России» (доктор. дисс.) и ряд предварительных отчетов о геологических исследованиях, произведенных в южной России, преимущественно в губ. Екатеринославской и Херсонской и в сев. уездах Таврической. Им же составлен 48 лист Общей геологической карты Европейской России (Мелитополь — Брянск).
Из работ Соколова важнейшими являются:
