Надежда Петровна Дыренкова родилась в д. Соснинка Новгородского уезда Новгородской губернии в семье лесопромышленника. После окончания Петроградской гимназии работала в 1918-1920 гг. учительницей в начальной школе Лужского уезда. В 1920 г. она поступила в Ленинградский педагогический институт, но практически сразу же перевелась на этнографический факультет Ленинградского географического института, который успешно закончила в 1925 г. После окончания вуза способную выпускницу пригласили на должность практиканта в Музей антропологии и этнографии (МАЭ). Здесь в секторе Сибири она проработала практикантом, затем с 1931 г. – научным сотрудником 2-го разряда, с 1933 – научным сотрудником 1-го разряда. За время работы в МАЭ Дыренкова Н. П. окончила аспирантуру при АН СССР, защитила кандидатскую диссертацию по этнографии на тему «Мировоззрение, религиозные представления и формы культа у турецких охотничьих и скотоводческих племен тюрко-монгольских народов». Уже в 1926 г. появились ее первые научные работы, опубликованные в сборнике «Материалы по свадьбе и семейному строю народов СССР». В первом номере научного сборника Музея антропологии и этнографии издана ее статья «Культ огня у алтайцев и телеутов». С 1924 по 1932 г. она совершила шесть экспедиций, из них три в разные годы – в Горную Шорию, Ойротию (Горный Алтай), в Хакасию и Киргизию. В 1940 г. вышла из печати ее фундаментальная работа «Шорский фольклор».
За свою короткую жизнь Н. П. Дыренкова опубликовала более тридцати работ, ставших классическими трудами в тюркской этнографии, которыми пользуются многие поколения исследователей. Самыми известными работами исследовательницы являются «Культ огня у алтайцев и телеутов» (1927), «Умай в культе сибирских тюрок» (1928), «Пережитки материнского рода у алтайских тюрок» (1937) и др. Под руководством академика А. Н. Самойловича она сделала научное описание коллекций предметов быта, культа и музыкальных народных инструментов алтайцев. Эта коллекция в 1934 г. была передана Академией наук СССР в дар этнографическому музею в Анкаре.
Н. П. Дыренкова является признанным специалистом в области тюркских языков Сибири, которыми прекрасно владела. В 1930-е гг. она была привлечена к работе по созданию тюркской письменности на основе русской графики, к разработке орфографии шорского языка, учебников по хакасскому и алтайскому языкам.
В 1940 г. вышла в свет «Грамматика ойротского языка», а в 1941 г. – «Грамматика шорского языка», внесшие огромный вклад в развитие литературных языков этих народов и тюркологию в целом. В послевоенное время, в 1948 г. была издана «Грамматика шорского языка: Фонетика и морфология».
Н. П. Дыренкова умерла в блокадном Ленинграде в 1941 г. Многие ее рукописные работы по фольклору, языку, этнографии тюркских народов Сибири до сих пор остаются неопубликованными.