Николай Камов родился 1 сентября 1902 года в Иркутске. Его отец Илья Михайлович был учителем словесности. Николай с золотой медалью окончил коммерческое училище, увлекался химией, биологией и техникой. В 1918 году он вторым по баллам сдал экзамены в Томский технологический институт. В 1920 году юноша пытался поступить в авиаотряд, но не был принят из-за травмы руки, полученной при рождении. Николай решил строить самолеты. Он изучил книги по авиации, какие возможно было достать, экспериментировал с винтами, стал активным участником авиакружка. Томский технологический институт Камов закончил с отличием, его имя занесено на мраморную доску.

После окончания института в 1923 г. инженер-механик Камов поехал в Москву и поступил рабочим на концессионный завод Юнкерса ИВА. За 3 года работы он изучил технологию производства. Вечерами молодой инженер штудировал аэродинамику. Однажды, не выдержав грубости мастера-немца, он ответил ему по-немецки и был уволен.

В 1924 году Камов поступил в центральные аэропланные мастерские "Добролета" (предшественника Аэрофлота), которые занимались ремонтом в основном немецких машин. Собрав группу помощников, молодой инженер по своей инициативе подготовил комплект чертежей самолета Ю-13. Это позволило отказаться от закупки иностранных деталей и помощи иностранных специалистов.

Позднее, исследуя конструкцию немецкого самолета, при ремонте Камов усовершенствовал крыло, увеличив посадочные щитки для того, чтобы сократить пробег машины.

Двадцатипяти летнего инженера пригласили в 1927 году в конструкторское бюро Д.П.Григоровича. Здесь занимались опытным морским судостроением.

Камов принял участие в разработке самолета МРЗ-бис. В свободное время он приступил к созданию автожира.

В 1928 г. Николай Ильич - ведущий конструктор и начальник бригады КБ Поля Ришара, приглашенного из Франции и сменившего Григоровича. В 1928-1929 гг. Камов совместно с инженером Н.К.Скрижинским создал первый советский автожир КАСКР-1 "Красный инженер".

Из-за отсутствия методик создание и испытание автожира проходило в трудных условиях. При первом испытании на ветру лопасть отрубила хвостовое оперение автожира.

После ремонта 25 сентября 1929 г. летчик-испытатель И.В.Михеев впервые оторвал машину от земли и стал первым вертолетчиком.

В 1930-1931 гг. Николай Ильич являлся одним из руководителей ОКБ по морскому самолетостроению. Он был ведущим инженером по производству цельнометаллического самолета-торпедоносца открытого моря ТОМ

В октябре 1931 года Камова назначили начальником конструкторской бригады ЦАГИ. Он предложил проект нового автожира А-7, который проектировал по заказу ВВС как разведчик и корректировщик. 20 сентября 1934 г. А-7 поднялся в воздух.

В 1938 году один из автожиров типа А-7 за 5 дней оборудовали и отправили для спасения станции СП-1 Папаина.

21 марта 1939 г. было принято решение о строительстве специального завода, производящего автожиры. Камов стал его главным конструктором и директором, М. Миль - заместителем.

Уже через несколько дней после 22 июня 5 автожиров А-7 по инициативе Камова вылетели на фронт, а затем для организации ремонта выехал и сам главный конструктор.

Автожиры участвовали в боях, доставляли грузы партизанам.

В 1946 г. Николай Ильич организовал группу по проектированию первого отечественного вертолета сосной схемы Ка-8. Летом 1948 г. вертолет принял участие в воздушном празднике на Тушинском аэродроме. А после праздника Камову предложили организовать вертолетостроительное КБ.

С октября 1948 г. Н.И.Камов - главный конструктор ОКБ по вертолетам, которое в 1949 г. было преобразовано в Ухтомский вертолетный завод (ныне имени Н.И.Камова). Слово "вертолет" в применении к автожиру предложил именно Камов. В ноябре 1948 г. вышла книга Н.И.Камова "Винтовые летательные аппараты" Осенью того же года Камов предложил ВМФ СССР связной вертолет. С группой сотрудников авиаконструктор разработал Ка-10 "Иркутянин".

В 1952 г. вышло постановление правительства о постройке корабельного вертолета Ка-15. 14 апреля 1953 г. Ка-15 впервые совершил полет. Для серийного производства Ка-15 выделили завод в Сибири. Позднее завод стал выпускать параллельно Ка-15 в сельскохозяйственной, пассажирской, санитарной модификациях.

Одним из замыслов Камова оставался вертолет-автомобиль. Летом 1960 г. в статье он писал, что такая машина позволит разгрузить улицы и добираться от площади Маяковского до Измайлова за 10, а до Домодедова за 30 минут. Практической попыткой решить проблему стал вертолет Ка-18 "Малютка". Ка-18 создали в пассажирском, почтовом и санитарном вариантах.

В 1958 г. на всемирной выставке в Брюсселе многоцелевому Ка-18 дали золотую медаль.

Николай Ильич стал пионером в разработке винтокрылов, сочетающих вертикальный взлет вертолета и скорость самолета. КБ Камова разработало винтокрыл Ка-22. Проектирование начали в 1952 г. Весной 1959 г. винтокрыл был готов, а 9мая 1961 г. машину показали на авиационном параде в Тушино. 12 октября 1661 г. винтокрыл установил 8 мировых рекордов по скорости полета и грузоподъемности.

Параллельно с винтокрылом КБ Камова разрабатывало по заказу моряков противолодочный вертолет, более мощный, чем Ка-15. На эту сложную работу ушло 10 лет. 21 мая 1961 года вертолет совершил первый полет.

В сентябре 1962 года за большой вклад в советское самолетостроение и в связи с 60-летием Николай Ильич был награжден орденом Ленина. За создание противолодочного вертолета Ка-25 Камову 4 ноября 1973 г. присудили Государственную премию.

В 1967 г. один из Ка-25 переоборудовали в качестве авиакрана Ка-25К для демонстрации на аэродроме в Ле Бурже под Парижем.

Сам авиаконструктор писал в журнале "Гражданская авиация":

«…нам удалось создать маневренную машину с хорошим соотношением веса конструкции и полезной нагрузки. Надо полагать, новый вертолет с интересом, доброжелательно примут в производственных коллективах Аэрофлота».

4 ноября 1968 года в воздух поднялся первый серийный Ка-26. Вертолет разрабатывали в основном молодые конструкторы, Камов контролировал их работу. Кроме золотых медалей на выставках в разных странах, Ка-26 имеет мировой рекорд. За 8 минут 51,2 секунды он достиг высоты 3000 м.

В начале 70-х г. КБ Камова занималось разработкой и испытанием вертолета соосной системы для работы в Арктике. Летом 1973 года первая машина Ка-32 была готова к испытаниям. Однако тяжелая болезнь не дала возможности Николаю Ильичу увидеть полет Ка-32. Жизнь талантливого авиаконструктора оборвалась 24 ноября 1973 года, а 24 декабря 1973 года Ка-32 успешно поднялся в воздух.

Николай Ильич работал до последних дней. Когда его увозили в больницу, он просил ничего не трогать на его рабочем столе. Так его комната и стала своеобразным музеем создателя вертолетов. Николай Ильич привил и младшему поколению уважение к технике. Дочь Камова и его внук стали авиаконструкторами.

Похоронен Николай Ильич на Новодевичьем кладбище. После него остался коллектив, который под руководством С.В.Михеева завершил отработку Ка-32.

26 февраля 1974 года КБ присвоено имя Н.И.Камова. 14 сентября 1976 года у входа на завод открыта мемориальная доска, посвященная Камову. Его именем названа улица.