По окончании в 1908 г. Московского университета был оставлен там на кафедре химии. С 1912 г. преподавал в Московском коммерческом институте (ныне Институт народного хозяйства), где с 1917 г. был профессором. Изгарышев преподавал также в ряде других высших учебных заведений, в последнее время — в Московском химико-технологическом институте.

В 1915—25 гг. выдвинул новую теорию гальванических элементов, согласно которой эдс определяется соливитацией ионов и работой отрыва электрона от металла, а не электролитической упругостью растворения, как считали до этого. В 1921 г. предложил новую теорию перенапряжения при выделении кислорода и водорода; по ней перенапряжение обусловлено замедленностью электродных реакций и особенно дегидратацией ионов. Ряд исследований (1921-29 гг.) привел ученого к открытию "эффекта Изгарышева", заключающегося в изменении поляризации при введении в раствор "посторонних" электролитов, не принимающих прямого участия в электродных реакциях. Эффект Изгарышева может вести к понижению, а в других случаях к повышению поляризации и по своей величине достигает многих сотен милливольт. Изгарышев и его ученики открыли, исследовали и внедрили в производство метод металлизации стальных изделий в парах солей разных металлов. Ряд ранних работ Николая Алексеевича посвящен коррозии металлов и пассивированию.

Изгарышев является создателем большой школы электрохимиков, которой внесен ценный вклад в развитие электрохимии цветных металлов, в гальваностегию и другие области электрохимической промышленности.

Сочинения: "Исследования в области электродных процессов" (М., 1914); "Современная теория растворов" (М., 1924); "Электрохимия и ее техническое применение" (2 изд., Л., 1930); "Электрохимия цветных и благородных металлов" (Л., 1933); "Курс теоретической электрохимии" (М.—Л., 1951, совместно с С.В. Горбачевым).