Nicolai Dembowski ist als Komponist, Dirigent und Pianist tätig. Seine musikalische Ausbildung begann er als Jungstudent für Horn an der Hochschule für Musik, Theater und Medien Hannover sowie am Dr. Hoch's Konservatorium Frankfurt. Es folgte ein Bachelorstudium in Schulmusik, Klavier und Orchesterdirigieren an der Hochschule für Musik und Tanz Köln.

Während seiner Studienzeit arbeitete er regelmäßig mit der Philharmonie Südwestfalen zusammen. Weitere Dirigate führten ihn im Rahmen von Meisterkursen und Assistenzen zum Chor des Bayerischen Rundfunks, zur Mährischen Philharmonie Olomouc sowie zum Wuppertaler Sinfonieorchester. Neben der klassischen Orchesterliteratur widmet er sich intensiv der zeitgenössischen Musik: Er leitete die deutsche Erstaufführung von Evan Williams' Beautiful Death in der Tonhalle Düsseldorf und brachte im Februar 2025 Hans Zenders komponierte Interpretation von Schuberts Winterreise als interdisziplinäres Bachelorprojekt in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Zeitgenössischen Tanz Köln mit großem Erfolg auf die Bühne. Bei der Uraufführung von Jay Schwartz' Theta – Music for Orchestra VIII durch Teodor Currentzis und das SWR-Symphonieorchester war er als Assistent des Komponisten tätig.

Nach autodidaktischen Frühwerken und einer fast zehnjährigen Schaffenspause kehrte Dembowski, inspiriert durch den Unterricht beim Liedbegleiter und Improvisator Michael Gees, zur Komposition zurück. Zu seinen jüngsten Werken zählen das Klavierstück Variationen in fis, ein Flügelhornkonzert, das im Juli 2025 von der Philharmonie Südwestfalen uraufgeführt wurde, sowie das Orchesterwerk Carpe Diem, das 2026 seine Premiere mit dem Hochschulsinfonieorchester in der Stadthalle Wuppertal erleben wird. Zudem erhielt er den Auftrag zur Komposition eines Concerto Grosso für Sinfonieorchester und sinfonisches Blasorchester, das am 15. November 2025 beim Festkonzert anlässlich der Eröffnung des KulturForumBurscheid zur Uraufführung kam. Ausführende waren über 90 Musikerinnen und Musiker der Musicalischen Academie Burscheid und des Orchestervereins Hilgen.

Als Pianist konzertiert Nicolai Dembowski sowohl solistisch als auch kammermusikalisch. 2026 widmet er sich intensiv der Kammermusik für Viola und Klavier und wird gemeinsam mit dem Bratschisten David Schmitz ein Programm mit Werken von Bach, Hindemith und Rebecca Clarke sowie seiner eigenen Violasonate präsentieren.

Für hervorragende Leistungen im Bereich Musikpädagogik erhielt er von 2022 bis 2023 einen Förder-Lehrauftrag für Neurodidaktik an der Hochschule für Musik und Tanz Köln. Neben der Musik begeistert er sich besonders für Neurowissenschaften und Fremdsprachen.