Поликарпов Николай Николаевич родился 8 июня 1892 года в селе Георгиевском (ныне Калинино) Ливенского уезда Орловской губернии, в семье сельского священника. Закончив Ливенское Духовное училище, учится в Орловской семинарии, которую, однако, не заканчивает: сдав экстерном экзамены за курс гимназии, он в 1911 году поступает на механическое отделение Петербургского политехнического института, а с 1914 года, увлекшись авиацией, занимается на воздухоплавательных курсах при кораблестроительном отделении института.
По окончании Петроградского политехнического института и курсов авиации при нём (1916) работал на Русско-Балтийском вагонном заводе, где под руководством И. И. Сикорского участвовал в постройке самолёта «Илья Муромец» и проектировании истребителей РБВЗ. С 1918 работал на заводе «Дукс» (авиазавод №1), где до 1923 г. руководил техническим отделом. Весной 1923 г. Поликарповым был создан первый советский истребитель И-1 (ИЛ-400), ставший первым в мире истребителем — свободонесущим монопланом.
В 1923 под руководством Поликарпова создан и разведчик Р-1. В январе 1925 Поликарпов (после отъезда Д. П. Григоровича в Ленинград) добился организации на ГАЗ опытного отдела и стал его начальником. В феврале 1926 г. Поликарпова назначили начальником отдела сухопутного самолетостроения (ООС) ЦКБ «Авиатреста». В 1927 он создает истребитель И-3, в 1928 — разведчик Р-5 (получил широкую известность в связи со спасением экспедиции парохода «Челюскин»), самолёт первоначального обучения У-2, получивший всемирную известность и переименованного в По-2 после смерти конструктора). У-2 (По-2) строился до 1959 г. За это время выпущено более 40 тысяч машин, на них было подготовлено более 100 тысяч летчиков. Во время Великой Отечественной Войны У-2 успешно применялись в качестве разведчиков, ночных бомбардировщиков.
Поликарпов был необоснованно репрессирован. В октябре 1929 г. его арестовывают по стандартному обвинению — «участие в контрреволюционной вредительской организации» — и без суда приговаривают к высшей мере наказания. Более двух месяцев Поликарпов находился в ожидании расстрела. В декабре того же года (без отмены или изменения приговора) его направляют в «Особое конструкторское бюро» (ЦКБ-39 ОГПУ), организованное в Бутырской тюрьме, а затем переведенное на Московский авиазавод №39 им. В. Р. Менжинского.
Здесь совместно с Д. Григоровичем в 1930 он разработал истребитель И-5, который находился на вооружении 9 лет. В 1931 г. коллегия ОГПУ приговорила Поликарпова к десяти годам лагерей. Но после удачного показа Сталину, Ворошилову, Орджоникидзе самолета И-5, пилотировавшегося Чкаловым и Анисимовым, было решено считать приговор в отношении Поликарпова условным. В июле того же года Президиум ЦИК СССР принял решение об амнистии группы лиц, в том числе Поликарпова. Только в 1956 г. — через 12 лет после смерти конструктора — Военная коллегия Верховного Суда СССР отменила прежнее решение Коллегии ОГПУ и прекратила дело в отношении Поликарпова.
В 30-х гг. им были созданы истребители И-15, И-16, И-153 «Чайка», составившие основу советской истребительной авиации в предвоенные годы. 21 ноября 1935 г. на И-15 летчик В. К. Коккинаки установил мировой рекорд высоты — 14575 км. После ареста А. Н. Туполева Н. Поликарпов был назначен Главным конструктором авиазавода №156 (ЗОК ЦАГИ). В начале января 1938 его КБ переехало сюда с завода №84. К концу 1938 г. был построен истребитель И-180 — развитие И-16 с двигателем М-87. Но гибель на нем В. П. Чкалова в первом же испытательном полете вновь ввергло Поликарпова в опалу. Были арестованы его заместитель — ведущий конструктор Д. Томашевич, директор завода №156 Усачев и др.
Самого Поликарпова от ареста спасло только то, что он отказался подписать акт готовности самолета к первому полету и ходатайство Байдукова. В мае 1939 работы по И-180 были переданы на Государственного авиазавода №1. Сюда же перевели и КБ, а Поликарпов стал техническим директором и главный конструктором завода. Параллельно со скоростным И-180 Поликарпов продолжил и линию маневренных бипланов — И-190 (1939), И-195 (проект 1940).
В 1939 г. Поликарпов выехал в командировку в Германию. В его отсутствие директор завода Павел Воронин и главный инженер Петр Дементьев (будущий министр авиационной промышленности) выделили из состава КБ часть подразделений и лучших конструкторов (в том числе Михаила Гуревича) и организовали новый Опытный конструкторский отдел, а по сути — новое КБ, под руководством Артема Микояна.
Заодно Микояну передали проект нового истребителя И-200 (будущий МиГ-1), который Поликарпов направил в Наркомат авиационной промышленности (НКАП) на утверждение перед своей поездкой в Германию. Поликарпов в качестве утешения получил премию за проектирование истребителя И-200 и… остался без многих опытных конструкторских кадров, без собственных помещений и, тем более, без производственной базы. На первых порах его приютил испытательный ангар ЦАГИ. Затем под Поликарпова в старом ангаре на окраине Ходынки был создан новый государственный завод №51, не имевший никакой собственной производственной базы и даже здания для размещения КБ. На территории этого завода в настоящее время находится ОКБ и опытный завод им. П. Сухого.
В 1938-44 Поликарпов сконструировал ряд опытных военных самолётов: ТИС, ВИТ, СПБ, НБ и др. 11 января 1941 взлетел И-185 — первый отечественный истребитель по требованиям 1940 г. с двигателем воздушного охлаждения. В 1942 г. он прошел госиспытания и войсковые испытания на Калининском фронте. По оценке НИИ ВВС самолет превосходил все отечественные и немецкие серийные истребители. Недоведенность двигателя М-71, катастрофа, в которой погиб летчик-испытатель В. А. Степанчонок, и отсутствие завода не позволили запустить самолет в серию.
Вокруг Поликарпова складывалась нездоровая атмосфера. Началась травля конструктора, работы тормозились, его обвиняли в консерватизме. Так продолжалось до 1942 г., когда Сталин взял Поликарпова под свою защиту. Но в 1944 г. его не стало. Одной из последних его работ был проект ракетного истребителя «Малютка».
Всего Поликарповым было разработано свыше 80 самолётов различных типов. За период 1923-1940 гг. на заводе № 1, на территории которого сейчас размещается машиностроительный завод им. П. В. Воронина, было построено 15951 самолетов (а с учетом модификаций опытных и построенных небольшими сериями — 16698 машин), в основном, конструкции Поликарпова. Среди них — самолеты-разведчики Р-1 (1914 самолетов), Р-5 (4548), такие известные истребители, как И-3 (399 машин), И-5 (803), И-15 (674 машины; а всего — 3083), И-153 (3437), И-16 (находился в серийном производстве с 1934 по 1941 гг.; всего было построено 9450 машин), учебно-тренировочный истребитель УТИ-4 (1639 машин). На самолётах Поликарпова совершен ряд дальних перелетов.
Поликарпов одним из первых расчленил проектирование самолётов на специализированные части. Под руководством Поликарпова работали А. И. Микоян, М. К. Янгель, А. В. Потопалов, В. К. Таиров, В. В. Никитин и др. специалисты, ставшие впоследствии видными конструкторами авиационной и ракетно-космической техники. С 1943 Поликарпов — профессор МАИ. Депутат ВС СССР с 1937. Государственная премия СССР (1941, 1943). Награжден 2 орденами Ленина, орденом Красной Звезды. Памятники Поликарпову установлены в Москве, Орле, Ливнах. В селе Калинине Орловской области открыт музей Поликарпова. Его именем назван пик на Памире.
5 мая 2000 г., в преддверии Дня Победы, на территории «ОКБ Сухого» был торжественно открыт мемориал, посвященный Николаю Николаевичу Поликарпову. На краю небольшого парка, рядом с историческим ангаром, в память об этом замечательном авиаконструкторе установлен его бюст и небольшая стела со скромным тружеником войны, истребителем И-153.
После смерти Николая Поликарпова в 1944 г. его КБ возглавил Владимир Челомей, который сконцентрировал усилия коллектива на разработке первых в СССР крылатых ракет с пульсирующими воздушно-реактивными двигателями (самолетов-снарядов).