Nicolae Dumitru a început studiul pianului în particular, cu Sonia Ratescu si, ulterior, cu maestrul Dan Mizrahy, sub a cărui îndrumare a pregătit debutul său concertistic din 1987, pe scena Atheneului Roman, în care a fost acompaniat de Orchestra de Cameră a Medicilor, dirijată de regretatul Ermil Nichifor. Pregătit de către același Dan Mizrahy, Nicolae Dumitru devine întai stagiar al Colegiului “Gnessin” din Moscova, iar apoi absolvent al Academiei Ruse de Muzică “Gnessin”, la clasa maestrului emerit Mihail Sayamov. Sub conducerea acestuia, parcurge cu succes și studiile postuniversitare în cadrul cărora lucrează și cu profesorul Emmanuel Monaszon.
În perioada studiilor, Nicolae Dumitru concertează ca solist al Filarmonicii Academice de Stat din Moscova și al Filarmonicilor din Nijni – Novgorod, Omsk, Novosibirsk, Belgorod. După întoarcerea în țară, în 2002, Nicolae Dumitru își continuă activitatea solistică pe scenele principalelor filarmonici din țară, și ca invitat al Filarmonicii “George Enescu” din Bucuresti, și al Orchestrei Naționale Radio, cu care realizează prima interpretare radio a Concertului pentru pian și orchestră de Antonin Dvorjak. Paralel cu aparițiile în concerte, Nicolae Dumitru susține și numeroase recitaluri în țară (unele dintre acestea și in spații neconvenționale) și în străinătate. De asemenea, Nicolae Dumitru se implică în calitate de pianist și în proiecte ce îmbină genuri muzicale diferite (muzică clasică și folk) sau chiar arte (proiectul “Poveste pentru pianiști și măști de la Teatrul Act”).
O latură importantă a activității lui Nicolae Dumitru o reprezintă cariera didactică, în acest moment pianistul fiind profesor la Colegiul Național de Muzică George Enescu. De asemenea, Nicolae Dumitru susține numeroase lecții deschise, masterclass-uri și workshop-uri la liceele de muzică din orașele unde are programate concerte și recitaluri, și a inițiat, din 2013, proiectul național de recitaluri educative „ConCerto!” adresat tinerilor, desfășurat în principalele centre filarmonice și culturale din țară.
