Отечественный  авиаконструктор, доктор технических наук (1940), Герой Социалистического Труда (1940).

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 1918г. работал на заводе «Дукс», а впоследствии на других заводах (в Москве, Горьком, Химках); с 1940г. – главный конструктор. В 1923г. под руководством Н.Н.Поликарпова созданы первый советский истребитель И-1 (ИЛ-400) и разведчик Р-1, в 1927г. – истребитель И-3, в 1928г. – разведчик Р-5 (получил широкую известность в связи со спасением экспедиции парохода «Челюскин»), учебный самолёт У-2 (По-2).

Был необоснованно репрессирован и, находясь в 1929–1931гг. в заключении, работал в ЦКБ-39 ОГПУ, где в 1930г. совместно с Д.П.Григоровичем разработал истребитель И-5. В последующие годы были созданы истребители И-15, И-16, И-153 «Чайка», составившие основу советской истребительной авиации в предвоенные годы. В 1938–1944гг. сконструировал ряд опытных военных самолётов: И-180, И-185, ТИС, ВИТ, СПБ, НБ и др.

Всего Поликарповым было разработано свыше 80 самолётов различных типов. На его самолётах совершён ряд дальних перелётов, установлен мировой рекорд высоты. Поликарпов одним из первых расчленил проектирование самолётов на специализированные части. Под руководством Поликарпова работали А.И.Микоян, Д.Л.Томашевич, М.К.Янгель, А.В.Потопалов, В.К.Таиров и другие специалисты, ставшие впоследствии видными конструкторами авиационной и ракетно-космической техники. С 1943г. Н.Н.Поликарпов - профессор МАИ.

Депутат ВС СССР с 1937г. Удостоен Государственной премии СССР (1941, 1943). Награждён 2 орденами Ленина, орденом Красной Звезды. Памятники Поликарпову установлены в Москве, Орле, Ливнах. В с. Калинине Орловской области открыт музей Поликарпова. Его именем назван пик на Памире.