Родился 14 (26) ноября 1896 года в Саратове в семье Николая Николаевича и Марии Алексеевны Сиротининых. Отец занимал должность секретаря Саратовской Городской думы.
Среднее образование получил в Саратовской полноправной мужской гимназии А. М. Добровольского, которую окончил в 1915 году с золотой медалью.
В том же году поступил на медицинский факультет Саратовского университета. В 1919 году, будучи студентом, стал сотрудником НИИ «Микроб». В 1921 году направлен в Москву для специализации по изготовлению противодифтерийной сыворотки. В 1923 году заведовал передвижной малярийной станцией Рязанско-Уральской железной дороги. В 1924 году, сдав экзамены экстерном, получил диплом врача[2].
Саратовская группа учеников А. А. Богомольца, 1923 год. Первый ряд слева направо: Н. Н. Сиротинин, Н. Б. Медведева, А. А. Богомолец, Е. Н. Коган. Второй ряд: Б. М. Шмидт, Л. Р. Перельман
В 1928 защитил докторскую диссертацию «К учению об анафилаксии». В Москве также работал старшим научным сотрудником в Институте мозга Коммунистической академии и в Медико-биологическом институте Главнауки[2].
В Казани изучал изменения основного обмена и содержание глютатиона в крови при анафилаксии, а также влияние блокады ретикулоэндотелиальной системы на анафилаксию. Н. Н. Сиротининым написаны главы «Воспаление» и «Аллергия» для многотомного руководства по патофизиологии под редакцией А. А. Богомольца. Опубликовал первое в СССР руководство по аллергии (1934).
Ежегодно готовил и проводил экспедиции на Эльбрус, Памир, Алтай, в которых принимали участие сотрудники кафедры патофизиологии, врачи, микробиологи[2].
Работа в Казани завершилась изданием «Сборника работ кафедры патологической физиологии Казанского Государственного медицинского института» в 1933 году.
В начале 1960-х Н. Н. Сиротинин проводил исследования по изучению дыхательной функции желудка. Им был предложен метод энтеральной оксигенотерапии, заключавшийся в пероральном употреблении кислородной пены, позже названной кислородным коктейлем. О своём изобретении учёный впервые доложил на заседании кислородного комитета в Министерстве здравоохранения Украины в 1963 году.
Основные труды Н. Н. Сиротинина посвящены вопросам сравнительной патологии реактивности организма, аллергии, иммунитета и инфекционного процесса. Разработал принцип ступенчатой акклиматизации в горах, показал возможности использования адаптации к высокогорному климату для повышения устойчивости организма к некоторым экстремальным воздействиям. Считается одним из основоположником таких научных направлений в отечественной медицине, как иммунология, высокогорная физиология, реаниматология, космическая медицина[2].
Н. Н. Сиротинин. Аллергии, в кн.: Основы и достижения современной медицины, т. 2. — Харьков, 1934 г.
Н. Н. Сиротинин. Сравнительная физиология акклиматизации к высокогорному климату, в кн.: Кислородная недостаточность. — Киев, 1963 г.
Н. Н. Сиротинин. Реактивность и резистентность организма, в кн.: Многотомное руководство по патологической физиологии, т. 1. Москва, 1966 г.
Сиротинин Н. Н. Академик Александр Александрович Богомолец : К семидесятипятилетию со дня рождения (1881—1956). — Киев: Госмедиздат УССР, 1957. — 109 с.
