Родился будущий великий кардиохирург в 1913 году в бедной крестьянской семье. Мать была акушеркой. После окончания школы выучился на механика и в 1932 году начал работать в Архангельске. В 1934 году женился. В том же году умерла его мать.
В 1935 вместе с молодой женой поступает в мединститут, который окончил с отличием. Когда Вторая мировая добралась до земель СССР, стал военным хирургом, только за годы войны прооперировав больше четырёх тысяч раненых, не говоря уже о простых медицинских манипуляциях. В 1944 женился во второй раз.
В 1953 году защитил докторскую диссертацию на медицинскую тему и стал заведующим кафедрой в Киевском мединституте.
Долгое время специализировался на лёгочной хирургии. Но затем сменил род деятельности.
В 1955 году одним из первых в истории медицины начал лечить порок сердца, создал аппарат искусственного кровообращения «сердце-лёгкие».
В 1962 впервые вшил пациенту искусственный клапан в сердце. В том же году его избрали членом-корреспондентом Академии Медицинских наук.
В 1973 году получил звание Героя Соцтруда.
В 1983 возглавил институт сосудистой хирургии.
За свою жизнь прооперировал больше десяти тысяч людей и практически всех их спас от смерти. Этим человеком изобретено большое количество уникальных технологий, которые ранее не были известны миру. Написал десятки книг.
После того как у самого Николая Михайловича начались проблемы со здоровьем, разработал уникальную методику борьбы со старостью, которая включала в себя ежедневные умеренные нагрузки и правильное питание. Эта методика позволила учёному не только прожить 89 лет (умер 12 декабря 2002 года), но и до 85 лет не страдать от одышки и стенокардии.