Niels Bormann wurde am 28. April 1973 in Bremen geboren. Als junger Mann zog er nach Berlin-Kreuzberg, wo er ein Security-Unternehmen ("Garderoben-Bormann") und eine Tortenproduktion für Cafés gründete. Schließlich entdeckte er sein Talent für die Schauspielerei und begann 1996 ein Studium im Fach Darstellenden Kunst an der Hochschule der Künste (HdK) Berlin. Nach dem Diplom im Jahr 2000 absolvierte er ein sechsmonatiges Aufbaustudium in Chorsprechen bei Einar Schleef am Deutschen Theater Berlin.

In den folgenden Jahren hatte Bormann zahlreiche Engagements unter anderem am Hamburger Schauspielhaus, am Schauspiel Dresden und an Berliner Bühnen wie dem Hebbel am Ufer (HAU). Parallel dazu übernahm er erste kleinere Kino- und Fernsehrollen, zum Beispiel in "Die Ritterinnen" (2003), "Mondkalb" (2007) und verschiedenen "Tatort"-Episoden. 

Von der Spielzeit 2009/10 bis 2013 gehörte Bormann dem Ensemble der Berliner Schaubühne an. Vor allem unter der Regie von Yael Ronen entwickelte er dort in zahlreichen Produktionen eine Persona, die die Theaterkritikerin Christine Wahl als "seine Paraderolle des unsensibel-übergriffigen Germansplainers" beschrieb. Ab 2010 war er zudem als Lehrbeauftragter an der Universität der Künste tätig. 2014 gastierte er am Maxim-Gorki-Theater in Berlin, zur Spielzeit 2015/16 wurde er festes Ensemblemitglied der Münchner Kammerspiele – er kam zusammen mit dem neuen Intendanten Matthias Lilienthal und war als extrovertierter Performer am Haus viel beschäftigt. Trotzdem verließ er das Ensemble schon ein Jahr später "aus privaten Gründen" wieder.

Seither konzentrierte Bormann sich vor allem auf die Arbeit vor der Kamera. So hatte er einen kleinen Auftritt als Paketlieferant in "Toni Erdmann" und gab in der "Polizeiruf 110"-Folge "Sumpfgebiete" (2016) einen neuen Kollegen des Ermittlers Hanns von Meuffels. Er gehörte zum Ensemble der preisgekrönten Aussteigergeschichte "Whatever Happens Next" (DE/PL 2018) und hatte in dem tragikomischen Roadmovie "Wenn Fliegen träumen" (2018) eine tragende Rolle als Testamentsvollstrecker. In der Serie "Deutschland 83" (2015) und den Fortsetzungen "Deutschland 86" (2018) und "Deutschland 89" (2020) war Bormann ein Mitarbeiter des DDR-Auslandsgeheimdienstes, in "Nord bei Nordwest – Ein Killer und ein Halber" (2020), ein psychopathischer Killer.

Im Februar 2021 outete Niels Bormann sich im Rahmen der Initiative #actout im SZ-Magazin mit 185 anderen lesbischen, schwulen, bisexuellen, queeren, nicht-binären und trans* Schauspieler*innen. Im gleichen Jahr sah man ihn in einer Hauptrolle als adeligen Rechtsanwalt in der achtteiligen Serie "Legal Affairs" (2021). Eine zentrale Rolle spielte er auch in der Frankfurter "Tatort"-Episode "Erbarmen. Zu spät." (2023) als zwielichtiger V-Mann aus der Rechtsradikalenszene. Auf der Kinoleinwand sah man Bormann in dem preisgekrönten Familiendrama "Sonnenplätze" (2024) als ehemaligen Bestseller-Autor und Vater einer wenig erfolgreichen Schriftstellerin.