Kardashev naît le lundi 25 avril 1932 à Moscou (Russie). Diplômé de l'Université de Moscou en 1955, Kardaschev étudie sous Josef Samuelovitch Shklovsky à l'Institut Astronomique Sternberg, où il obtient un doctorat en 1962.
Un des premiers défenseurs de l'idée de des races extraterrestres puissent être des milliards d'années plus avancées que nous, il propose un classement pour de telles super-civilisations (voir Kardashev civilizations) et recommande que leur recherche se concentre sur les longues d'ondes infrarouges and millimétriques du spectre, plutôt que les longueurs d'onde centimétriques s2Kardashev, N. S.: "Transmission of Information by Extraterrestrial Civilizations", Astronomicheskii Zhurnal, vol. 41, n° 2, pp. 282-287, mars-avril 1964 < Soviet Astronomy, vol. 8, n° 2, septembre-octobre 1964, pp. 217-220.
Dès l'année suivante, il entame la 1ère SETI soviétique en examinant le CTA-102. Il organise un groupe SETI à l'Institut Sternberg et arrange la première Rencontre de Toute l'Union sur les civilizations extraterrestres (see Byurakan SETI conferences).
Il devient directeur adjoint de l'Institut de Recherche Spatiale de l'Académie des Sciences de Moscou (Russie).
Il décède le samedi 3 à Moscou (Russie).