Родился Николай Семенович 8 апреля 1939 года в деревне Мерцалово Орловской области. В 1953 году окончил семилетнюю школу и поступил учиться в Орловский техникум железнодорожного транспорта. После завершения учебы стал техноруком, затем мастером цеха на химическом заводе в Чувашской АССР. 

    В 1960 году поступил в Томский политехнический институт на заочное отделение по специальности «Радиотехника». Проработав год в ТИАСУРе в должности старшего инженера, поступил в аспирантуру. В 1970 году защитил кандидатскую диссертацию. С этого года в стенах указанного вуза работал ассистентом, старшим преподавателем, доцентом (до 1974 года), старшим научным сотрудником (1976-1978гг.). В 1980 защитил докторскую диссертацию под названием «Теоретическое и экспериментальное исследование прецизионных средств измерения параметров электрических сигналов на основе фазовых методов и систем». Через два года был избран заведующим кафедрой информационно-измерительной техники ТИАСУРа. Год спустя получил диплом профессора. 

    С 1986 по 2007 гг. Николай Семенович – ректор Омского политехнического института (технического университета) и одновременно заведующий кафедрой «Информационно-измерительная техника». С 2007 года – Президент Омского государственного технического университета. 

    Смерть Николая Семеновича – серьезная утрата для российской науки. Н. С. Жилин – автор более 210 научных работ, из них 2 монографии, 56 авторских свидетельств на изобретения, 10 учебных пособий. Он разработал теоретические основы и базовые принципы практического построения контрольно-диагностических и измерительных комплексов на базе систем фазовой синхронизации, а также устройств метрологического обеспечения с высокими (эталонными) точностями. Под его руководством были разработаны быстродействующие автоматизированные системы для измерений, контроля и диагностики больших сверхскоростных интегральных схем с высокими метрологическими характеристиками, а также системы их метрологического обеспечения. 

    Николай Семенович обладал выдающимися личными качествами. Прежде всего, это необычайная серьезность в подходе к решению любого вопроса, будь то общественная или личная проблема сотрудника. Далее, неизменная доброжелательность, обязательность в выполнении обещанного, стремление всегда решить вопрос не откладывая на завтра – вот те замечательные качества, которые характеризовали Н.С. Жилина как руководителя и как человека. 

    Глубоко скорбя о невосполнимой утрате, коллектив Омского государственного технического университета выражает глубочайшие соболезнования родным и близким Николая Семеновича.
Прощание состоится 27 декабря 2013 года с 9.30 - 10.30 в спортивном зале ОмГТУ (Главный корпус, 1 этаж), с 11.00 до 13.00 в Свято-Успенском Кафедральном Соборе (ул. Тарская, д. 7 или Интернациональная, д. 12). Отъезд транспортом ОмГТУ в 11.30 со стоянки главного корпуса. Похороны состоятся на Старо-Северном кладбище (по ул. Орджоникидзе).