Николай Николаевич Поликарпов родился в селе Георгиевское Ливенского уезда в семье священника. Он с отличием окончил духовное училище в Ливнах, затем поступил на отделение кораблестроения Политехнического института в Петербурге.
В 1913 году Николай Поликарпов увлёкся авиастроением. Он учился на курсах под руководством Игоря Сикорского, участвовал в разработке одномоторных истребителей.
После революции Николай Николаевич работал на самолётостроительном заводе ГАЗ № 1 в Москве и стремительно продвигался по карьерной лестнице. В 1928 году он стал главным конструктором и техническим директором Авиационного завода № 25.
24 октября 1929 года Н. Н. Поликарпова арестовали по обвинению во «вредительстве». Его приговорили к расстрелу, но заменили наказание на 10 лет исправительных работ. В тюрьме Поликарпова вместе с ещё несколькими арестантами-инженерами привлекли к созданию новых образцов авиационной техники. Так появилось Центральное конструкторское бюро — 39 («шарашка»).
Первым проектом Николая Поликарпова в «шарашке» стал самолёт И-5 (1930). Эту лёгкую и манёвренную машину высоко оценили Сталин и Ворошилов. После этого Поликарпова амнистировали.
Затем Н. Н. Поликарпов создал истребитель И-15 (1935), который применяли в Испании и Китае. Одним из лучших проектов авиаконструктора считается первый в мире истребитель-моноплан с убирающимся шасси И-16 («Ишачок»), бывший основным истребителем РККА с 1936 по 1942 год.
В Ливнах действуют Историко-мемориальный музей имени Н. Н. Поликарпова (открыт в 1981 г.) и мемориальный комплекс (1985).