С 1927 – работал в кино.
1928—1960-е гг. - оператор студии "Госвоенкино" (затем ЦСДФ). Снимал строителей московского метро и челюскинскую эпопею, полеты советских стратонавтов и отважную папанинскую четверку, принимал участие в съемках первого авиационного фильма "Мужество", встречался со многими знаменитыми людьми – М. Горьким, В. В. Куйбышевым, Роменом Ролланом, Анри Барбюсом, А.И. Куприным, Валерием Чкаловым.
В годы Великой Отечественной войны фронтовой кинооператор. Снимал сначала на Южном, затем на Юго-Западном, Донском, Сталинградском, Центральном, 1-м Белорусском, 2-м Белорусском, 2-м Украинском фронтах.
Оператор запечатлел на пленке многомесячную оборону Сталинграда, пленение Паулюса, разгром фашистских армий на Орловско-Курской дуге, освобождение Украины, битву за Берлин и последние дни гитлеровского рейха. За боевые съемки удостоен Государственной премии, награжден орденами и медалями.
21 июля 1944 года самолёт, в котором он находился во время съёмок города Перемышль, был сбит вражеским истребителем. Н. А. Вихирев получил сотрясение мозга и травму позвоночника.
В послевоенные годы - оператор документального кино. Снимал совместно с другими кинооператорами сюжеты для киножурналов. Его фильмография не может не восхищать: «Челюскин» (1934), «Ударом на удар» (1936), «Мужество» (1939), «Сталинград» (1942), «Орловская битва» (1943), «Победа на Правобережной Украине» (1944), «Берлин» (1945), «День воздушного флота СССР» (1947)…
Автор книги «С киноаппаратом по жизни».
Н. А. Вихирев умер 21 февраля 1977 года. Похоронен в Москве на Введенском кладбище.
Работы Николая Александровича Вихирева представлены из фонда Музея Российской Фотографии (г. Коломна).
