Биография мастера включила в себя учебу и в Липецком горно-металлургическом техникуме, и в школе-студии МХАТ. Окончив театральный вуз, Пеньков целых четыре десятилетия был неразрывно связан со знаменитым коллективом МХАТа. До последних дней Николай Васильевич был занят во многих постановках доронинской труппы, в том числе в спектаклях "Белая гвардия" Булгакова, "Лес" Островского, "Обрыв" Гончарова, "Рюи Блаз" Гюго, "Я вижу солнце" Думбадзе.
Не меньшую популярность снискал Пеньков и своими ролями в кинофильмах, многие из которых и сегодня пользуются любовью зрителей. Среди них "В круге первом" по роману Солженицына, телевизионная киноэпопея "Вечный зов" и такие популярные фильмы, как "Гонка с преследованием", "На всю оставшуюся жизнь", "Лебедев против Лебедева", "Замыслил я побег".