Н.Я. Дудченко родился 14 августа 1949 года в селе Ульяновка (Херсонская область).
В 1964–1967 годах обучался в Крымском художественном училище имени Н. С. Самокиша у А. Н. Шипова. В 1972 году окончил факультет монументально-декоративного искусства Харьковского художественно-промышленного института, где его педагогами были А. А. Хмельницкий и Е. И. Быков.
С 1976 года является участником областных, республиканских, всесоюзных и международных художественных выставок и пленэров, а с 1978 года — членом Союза художников СССР. Также состоит в Союзе художников Украины и Союзе художников России. Работает в области монументального искусства, станковой живописи и графики.
Творчество Николая Дудченко отличается широким жанровым диапазоном. Он известен как мастер пейзажа, портрета, натюрморта и тематической картины. Его произведения посвящены природе Крыма, историческим и архитектурным памятникам полуострова, духовной культуре и человеку. Монументальная подготовка художника ощущается в композиционной цельности его живописных работ, а внимание к тонким цветовым отношениям придает его пейзажам особую лиричность.
С 2004 года Николай Дудченко преподает в Крымском филиале Национальной академии изобразительного искусства и архитектуры, а в 2008 году ему было присвоено ученое звание доцента. Позднее возглавил Крымский филиал академии, продолжив активную педагогическую деятельность и воспитание молодых художников.
В 2003 году художник был удостоен Государственной премии Автономной Республики Крым за серию крымских пейзажей. В 2007 году ему присвоено звание «Заслуженный художник Украины», а также «Заслуженный художник Автономной Республики Крым». Николай Дудченко — президент Товарищества южнорусских художников, участник севастопольских пленэров и обладатель наград Российской академии художеств. В 2016 году был избран Почетным членом Российской академии художеств, в 2021 году — членом-корреспондентом, а с 2024 года является академиком Российской академии художеств.