Никколо ди Сенья был сыном художника Сенья ди Бонавентуры, который в свою очередь приходился племянником знаменитому сиенскому художнику Дуччо. У Сенья ди Бонавентуры было два сына — Никколо и Франческо. Оба были художниками, но Никколо был самым известным из них. Первоначальное обучение, согласно средневековой традиции, Никколо ди Сенья вместе с братом прошел в мастерской своего отца. Вероятно, он участвовал в работе отца над некоторыми произведениями, но сегодня определить его вклад в них практически невозможно. Также трудно сказать, часто ли Никколо кооперировался со своим братом, позднейшие исследователи путали их произведения, поскольку отделить руку одного художника от руки другого достаточно сложно. Лишь сравнительно недавно специалисты нашли относительно надёжные способы различать их манеры.
Отец привил Никколо художественные навыки, в основе которых лежало творчество Дуччо. Однако современниками Николо ди Сенья были такие прославленные мастера, как Симоне Мартини и братья Лоренцетти. Их манера не могла не сказаться на его творчестве. Влияние этих мастеров видно и в особенностях изображения лиц и в особенностях изображения драпировок, в частности, складок одежд персонажей.
Имя Никколо ди Сенья упоминается только в одном архивном документе от 1331 года, из которого явствует, что художник тогда работал самостоятельно, а его отец к этому времени уже скончался. Существуют всего два подписанных Никколо произведения — это «Мадонна с младенцем» из церкви Сан Гальгано в Монтесьепи (1336г), и «Распятие» (1345г), хранящееся ныне в сиенской Пинакотеке. Остальные произведения приписываются ему по стилистическим особенностям. Это довольно обширный круг работ, хранящихся в различных государственных и частных коллекциях. Как правило, это изображения «Мадонны с младенцем» на троне или без, распятий, и разных святых.
Большой алтарь из Сансеполькро является единственным сохранившимся полиптихом мастера. Все остальные произведения Никколо ди Сенья — это либо отдельные доски с изображениями Мадонны с младенцем (иногда с донаторами), либо разрозненные части разных полиптихов, восстановить которые сегодня представляется затруднительным. Кроме станковых работ Никколо ди Сенья приписывается ряд фресок, написанных в нескольких церквях Тосканы. Это не имеющая точной даты (нач. XIV в.) фреска в соборе в Сан Джиминьяно с изображением св. Григория и св. Фины, которая расположена в арковидном люнете нефа, а также фрески в капеллах Петрони и Спинелли в сиенской церкви Санта Мария деи Серви, которые большей своей частью приписываются руке Никколо ди Сенья. Кроме того, ему приписывается небольшой фресковый цикл со святыми и сценами из жизни Христа в церкви Св. Джакомо и Кристофоро в Куне (Монтерони д’Арбия), и несколько фресок в церкви Святых Леонардо и Христофора в Монтиккьелло да Сиена (их датируют 1340—1350-и годами), — Мадонна с младенцем, св. Петр, св. Леонардо, и огромное изображение св. Христофора несущего Христа.
