Николай Георгиев Цонев е роден на 9 юни 1956 година в Перник. Завършва специалност „Радиоелектроника” в ВНВАУ – Шумен, от 1986 - 1989 г. учи в ВА ПВО СВ "Василевски" – Киев, Командно-щабен профил, през 1996 г. завършва „Счетоводство и контрол” в УНСС, а през 2005 година – специалност „Философия” в СУ „Свети Климент Охридски”. През 2002 година става преподавател по Стратегическо планиране в Института за публична администрация и европейска интеграция, от 2004 година преподава в УНСС, а през 2006 година става доктор по маркетинг.
От 1978 до 1992 година Цонев е офицер в Българската армия. В периода 1992 - 1993 г. е управител на "Нивани" ООД. От 1993 до 1999 г. е управител на "Нилана" ООД, а от 1994 година до 1999 година – управител на "Булпапер" ООД. В периода 1998-1999 година е председател на Съвета на директорите на „Винпром”–Дупница. От 1999 година до 2000 година е директор на дирекция "Управление на доставките" в Министерството на отбраната. След това до 2001 година е главен консултант в "Чехия консулт" ООД. В периода 2001-2002 година е съветник на министъра на отбраната, а от 2002 година е изпълнителен директор на Изпълнителна агенция "Социални дейности на МО".
На 24 април 2008 година е избран за министър на отбраната в правителството на Сергей Станишев и остава на поста до август 2009 г.