Родился 6 декабря 1913 года в деревне недалеко от города Череповца. Супруга - Денисенко Лидия, окончила Киевский медицинский институт, работала хирургом, физиотерапевтом. Дочь - Екатерина Николаевна (1956 г. рожд.), доктор медицинских наук, член-корреспондент Украинской медицинской академии. Внучка - Анна.
Отец Николая Амосова, участник первой мировой войны, после возвращения с фронта покинул семью. Мать работала акушеркой, зарабатывала немного, поэтому семья жила очень скудно. С детства Николай познал все тяготы нелегкого крестьянского труда. Уже в те годы он полюбил книги, не расставался с ними и когда учился в школе, и когда был учащимся Череповецкого механического техникума. Осенью 1932 года начал работать начальником смены рабочих на электростанции при большом лесопильном заводе в Архангельске - новостройке первой пятилетки. В 1934 году женился и в том же году поступил в заочный Индустриальный институт. В 1935 году вместе с женой поступили в Архангельский медицинский институт, где за первый год обучения Николай прошел программу сразу двух курсов. В это время он близко познакомился с профессором физики В.Е. Лашкаревым, который открыл студенту удивительный мир парапсихологии. В 1939 году Амосов с отличием окончил институт, решил продолжить занятия физиологией, но место в аспирантуре было только по хирургии.

Помимо медицины его интересовала и техника. Николай продолжал учиться в Индустриальном институте и даже начал делать проект большого аэроплана с паровой турбиной. Затратил на него массу времени, но зато в 1940 году получил диплом инженера с отличием. К тому времени молодые супруги решили пожить отдельно, и Николай Амосов уехал из Архангельска в родной Череповец, где работал ординатором-хирургом в местной больнице.

С первых дней войны Амосов работал в комиссии по мобилизации. Вскоре был назначен ведущим хирургом в полевой подвижной госпиталь ("ППГ-22-66 на конной тяге"). В этом госпитале и в одной должности он прослужил всю войну.

Фронтовая жизнь Николая Амосова началась летом 1941 года в Сухиничах. Когда в октябре немцы прорвали фронт, госпиталь переехал в подмосковный город Егорьевск.

В период контрнаступления советских войск под Москвой госпиталь переместился сначала в Подольск, а оттуда в Калугу. Здесь хирург получил большую практику лечения газовых инфекций конечностей, ранений суставов, переломов, приходилось делать много ампутаций. В это время он разработал свои оригинальные методы операций, снижавшие смертность, и на их основе написал первую диссертацию, которую представил на соискание в Московский мединститут.

В 1943 году госпиталь был направлен в 48-ю армию, на Брянский фронт. Здесь выдержка и профессионализм врачей подверглись суровому испытанию. Деревня Угольная, в которой размещался госпиталь, оказалась отрезанной от большой дороги сильным снегопадом. В холодных хатах скопилось до 600 раненых. Пять врачей с трудом могли их осмотреть, что бы не пропустить кровотечение или газовую инфекцию и успеть отправить на санях в перевязочную палатку. Многие пациенты умирали. Тогда по признанию Николая Амосова, он впервые узнал такое чувство, как бессилие...

Весь 1943 год полевой передвижной госпиталь шел вслед за наступающей Красной Армией. Врачам приходилось работать в нелегких условиях: перегрузка, разрушенные села, работа в палатках без электричества, плохая эвакуация. Но постепенно приспособились: научились сортировать, перевязывать, оперировать, лечить и эвакуировать. Большинство раненых привозили на попутных машинах и так же отправляли в госпитали "второй линии", к железной дороге.

В 1944 году в жизни Николая Амосова произошло событие: он женился на операционной сестре Лидии Денисенко. Она добровольно пошла на фронт после 3-го курса пединститута, служила в медсанбате. Осенью 1941 года их дивизия была разбита, и Лида месяц блуждала по лесам с группой солдат. Через линию фронта их переправили партизаны. До того Николай получил письмо от первой супруги Гали: она служила на Северном флоте, вышла замуж и ждала ребенка.

Между тем наступление советских войск успешно развивалось, и к осени 1944 года госпиталь подошел к границе Восточной Пруссии. Незабываемый 1945 год встретили в лесу, в землянках. 15 января началось последнее наступление на Германию. Несмотря на ожесточенное сопротивление гитлеровцев, раненых было не столь много и работать стало немного легче.

День Победы медперсонал госпиталя и его пациенты встретили в германском городе Эльбинг. Получили заслуженные ордена и медали, провели армейскую медицинскую конференцию, месяц ждали решения судьбы, потом погрузились в эшелон и отправились домой. Однако надежды на демобилизацию растаяли. После месяца пути через всю Россию выгрузились в Приморском крае. В августе объявили войну Японии и госпиталь двинулся в Маньчжурию. После нескольких переходов и переездов развернулись в городке Боли и даже приняли раненых. В сентябре 1945 года переместились в район Владивостока, где и закончился фронтовой путь Николая Амосова.

Всего за годы войны пять врачей госпиталя, и среди них Н.Амосов, оказали помощь около 40 тысячам раненых. Почти половина из них - тяжелые и средней тяжести: с повреждением костей, проникающими ранениями груди и живота, черепа. Амосов мог оперировать в любой части тела и лечить любые осложнения ранений. Особенно хорошо овладел тактикой и методикой при ранениях груди, суставов и переломов бедра. К сожалению, частые перегрузки, постоянные переезды и необходимость эвакуации порой не позволяли доводить начатые разработки до конца.

После расформирования госпиталя Николай Амосов с супругой снова попали в Маньчжурию - лечить больных тифом в лагере военнопленных японцев. Там встретили 1946 год, но уже в феврале Амосов был назначен ординатором в Окружной госпиталь. Врачу, молодому мужчине, уйти из армии с Дальнего Востока тогда было не просто. Тут-то и пригодился Амосову инженерный диплом: министр медицинской промышленности на просьбе о демобилизации наложил резолюцию: "Отпустить".

Для оформления отставки пришлось снова ехать на Восток. Там за два месяца ожидания Николай Амосов написал новую диссертацию о ранениях коленного сустава (первая, написанная еще на фронте, получила отрицательный отзыв). Вскоре его назначили заведующим операционным отделением в Институте скорой помощи имени Склифосовского, где ему, дипломированному инженеру, предстояло осваивать новую медицинскую технику. Однако работа эта не приносила удовлетворения: техники не было, оперировать не давали, а без практической хирургии работа Николая не прельщала. И он решил уехать из столицы.

Он устроился на работу заведующим отделением в Брянской областной больнице, став одновременно главным хирургом области. За 6 лет выполнил много новых и уже знакомых по фронту операций: на желудке , на пищеводе, на почках. Но самыми важными были резекции легких - при абсцессах, раке и туберкулезе. До тех пор он никогда их не делал, поэтому сам разработал методику и за четыре года прооперировал больных больше всех в стране.

В 1948 году Н.Амосов защитил кандидатскую диссертацию и уже через год выбрал тему для докторской: "Резекции легких при туберкулезе". В 1952 году диссертация была готова и получила положительный отзыв академика А.Н. Бакулева. В том же году Амосов был приглашен на работу в Киев руководителем клиники грудной хирургии Киевского научно-исследовательского института туберкулеза и грудной хирургии. В марте 1953 года он защитил докторскую диссертацию и был избран заведующим кафедрой в Киевском медицинском институте.

1957 год стал очень важным в жизни Амосова. Осенью он ездил на конгресс хирургов в Мексику, где впервые увидел операцию на сердце с применением аппаратов искусственного кровообращения. Николай Михайлович очень увлекся этой темой и вскоре разработал собственный проект - наконец, ему по-настоящему пригодились инженерные знания. Аппарат был выпущен на одном из предприятий Киева. На следующий год были проведены эксперименты на собаках, и затем впервые попробовали на больном (у него случилась остановка сердца при обычной операции). Тогда больной умер, но эксперименты продолжились. В конце концов была сделана удачная операция у мальчика с тяжелым врожденным пороком сердца - так называемой "тетрадой Фалло".

Отработка операций с применением аппарата искусственного кровообращения началась в специально созданной лаборатории. К этим исследованиям присоединились инженеры и математики. В 1960 году Н.М. Амосов возглавил отдел биоэнергетики Института кибернетики Академии наук Украины, в котором занимался развитием идей, зародившихся у него еще в Череповце: регулирующие системы организма - от химии крови, через эндокринную и нервную системы до коры мозга, механизмы разума и искусственный интеллект, психология и модели личности, социология и модели общества, глобальные проблемы человечества. По всем этим направлениям работали группы, проводились исследования, создавались компьютерные модели, писались статьи, защитились десятки диссертаций, было издано пять монографий и множество брошюр. Работа отдела продолжалась вплоть до 90-х годов.

В 1968 году Н.М. Амосов был назначен на должность заместителя директора по науке Киевского научно-исследовательского института туберкулеза и грудной хирургии. Одновременно он возглавлял кафедру грудной хирургии Института усовершенствования врачей (1955-1970). В 1975 году клиника переехала в новое здание, ее штаты расширились, и к 1980 году количество операций было доведено до 2000, из которых 600 - с аппаратом искусственного кровообращения.

Летом 1983 года клиника грудной хирургии была реорганизована и превратилась в самостоятельный Институт сердечно-сосудистой хирургии, а Н.М. Амосов назначен его директором. В 1988 году Николай Михайлович решил оставить этот пост, а в начале 90-х годов осуществил свою последнюю операцию на сердце. С 1989 года он продолжает работать советником при директоре Института кибернетики НИИ сердечно-сосудистой хирургии.

За годы творческой деятельности Н.М. Амосов провел свыше 6 тысяч операций на сердце. В 1962 году он впервые в стране произвел протезирование митрального клапана сердца, а в 1965 году создал и первым в мире стал использовать искусственные клапаны с покрытием. За выдающиеся достижения ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда (1973), присуждены Ленинская (1962) и три Государственные премии Украины.

Н.М. Амосов подготовил десятки хирургов - кандидатов и докторов наук, создал научную школу института, врачи которого прооперировали свыше 80 тысяч сердечных больных.

Еще одна сфера деятельности, которая принесла Н.М. Амосову поистине народную известность, - это его уникальная "система ограничений и нагрузок". В середине 50-х годов возникшие проблемы со здоровьем подвигли его к занятиям физкультурой. Именно тогда Николай Михайлович разработал свою гимнастику: 10 упражнений, каждое по 100 движений. В дальнейшем система дополнилась ограничениями в еде, что позволило почти все последующие годы строго поддерживать вес: не более 54 кг. "Система ограничений и нагрузок" стала любимой темой для публики, а опубликованная книга "Раздумья о здоровье", в которой Н.М. Амосов излагает свой взгляд на физиологию здоровья, имела тираж свыше 7 миллионов экземпляров.

В 1992 году Николай Михайлович подытожил свои философские идеи и написал статью "Мое мировоззрение". Ее напечатали в нескольких изданиях. Расширение и совершенствование этого труда продолжается до сих пор: издаются книги и брошюры. По-прежнему каждый день проповедник здорового образа жизни Николай Амосов через собственный опыт совершенствует методику жизни человека на Земле.

Н.М. Амосов - автор повести "ППГ-22-66", романа "Записки из будущего", книг "Мысли и сердце", "О счастье и несчастьях", "Умные дети", "Голоса времен", многочисленных публикаций в научных и популярных периодических изданиях.

Герой Социалистического Труда Н.М. Амосов награжден орденами Ленина, Октябрьской Революции, четырьмя орденами, заслуженными на фронте, орденом "За заслуги" ?? степени, Почетной грамотой Кабинета Министров Украины. Он - академик Национальной академии наук Украины, член-корреспондент Российской академии наук, Заслуженный деятель науки Украины. С 1962 по 1979 год избирался депутатом Верховного Совета СССР, народным депутатом СССР (1989-1992).

Ныне, несмотря на перенесенное тяжелое заболевание, Николай Михайлович продолжает активную жизнь: выступает перед публикой, дает интервью, пишет статьи, осваивает премудрости работы в Интернет.

На вопрос, что было самым главным в его жизни, отвечает так: "Наверное - хирургия. Работал честно: не делал операций, кроме необходимых и возможных. Не брал денег. Конечно, у меня были ошибки, иногда они кончались смертью больных, но никогда не были следствием легкомыслия или халатности. Хирургия была моим страданием и счастьем. Все остальные занятия были не столь эффективны. Разве что пропаганда системы ограничений и нагрузок принесла пользу людям..."

Живет в Киеве.