Nikolai Karelski syntyi maalaispapin perheeseen. Bolševikit teloittivat hänen isänsä Antonovin kapinan aikana vuonna 1921. Nikolai työskenteli sanomalehtien toimittajana ja alkoi vähitellen julkaista kertomuksia ja näytelmiä. Kirjailijanimekseen hän omaksui karjalaisista esi-isistään muistuttavan "Virran". Antonovin kapinasta kertova ensimmäinen romaani "Odinotšestvo" (”Yksinäisyys”, 1935) sai Stalin-palkinnon vuonna 1941. Suomen talvisodan ja toisen maailmansodan aikana Virta toimi sotakirjeenvaihtajana. Sodan jälkeen Stalin-palkinnon saivat myös näytelmät "Hleb naš nasuštšnyi" (”Jokapäiväinen leipämme”, 1947) ja "Zagovor obretšonnyh" (”Tuhoon tuomittujen salaliitto”, 1948) sekä elokuvan "Stalingradskaja bitva" ("Stalingradin päiviä ja öitä", toinen osa "Stalingradin taistelu 2", 1949) käsikirjoitus. Virta erotettiin Neuvostoliiton kirjailijaliitosta väärinkäytösten takia vuonna 1954, mutta hänet hyväksyttiin pian jälleen liiton jäseneksi. Hänen kirjailijanuransa jatkui 1970-luvulle saakka.