Родился 19 июня (1 июля) 1841 года[1]. Происходил из потомственных дворян Тверской губернии — сын полковника Дмитрия Степановича Квашнина-Самарина и его жены Ольги Николаевны Хвостовой[2]. Родился в родительском имении Суховарово, крещен 22 июня 1841 года во Владимирской церкви села Чашниково; крестник родного дяди Алексея Николаевича Хвостова и тетки девицы Варвары Николаевны Хвостовой. Его старший брат, Степан Дмитриевич (1838—1908), незадолго до смерти стал членом Государственного совета.
По окончании с серебряной медалью 4-й Московской гимназии в 1858 году поступил на историко-филологический факультет Московского университета, но в конце 1859 году оставил его[3].
Был владельцем имения Суховарово (Вешенки) на живописном берегу реки Осуга в Зубцовском уезде Тверской губернии и в Смоленской губернии. В 1869—1875 годы служил в канцелярии зубцовского уездного предводителя дворянства и Тверском дворянском депутатском собрании; в 1860—1890 годах был почётным мировым судьёй Зубцовского уезда. До 1906 года был тверским губернским и до 1909 года Зубцовским уездным гласным[4]
Был членом Московского археологического общества (1877); в 1884 году стал членом-учредителем Тверской учёной архивной комиссии.
В 1871 году было напечатано его исследование «Русские былины в историко-географическом отношении» («Беседа». — 1871. — № 4. — С. 78—115; № 5. — С. 224—244). Составил «Летопись русской истории» (Настольная книга для народа. - СПб.: тип. Ф. Елеонского и К°, 1887. — 72 с.). В 1893 году была напечатана «Энеида» в переводе с подлинника в стихах Н. Д. Квашнина-Самарина (СПб.: тип. М.М. Стасюлевича. — 306 с.).
Жена — Прасковья Петровна Аксакова (08.12.1846—24.12.1909, Санкт-Петербург), внучка алексинского уездного предводителя дворянства Николая Ивановича Аксакова (ок. 1784—1848); её братья — Николай Петрович и Александр Петрович, были известными в России публицистами.