Народився 6 грудня 1913 року в селі Вільхове, нині М'якінського району Вологодської області, в сім'ї службовця. Початкову школу закінчив у рідному селі. З 1926 року навчався в школі "другого ступеню" (Череповецька середня школа №1) та лісомеханічному технікумі в Череповці.
У 1932 році він отримав диплом техніка і близько трьох років працював на 2-й Архангельській електростанції механіком, де став відчувати потребу у винахідництві, удосконаленні приладів і механізмів. Відчуваючи недостатність своїх технічних знань, в 1934 році Амосов вступив до Всесоюзного заочного індустріального інституту (ВЗІІ) у Москві.
Поряд із захопленням технікою цікавився медициною і в 1935 році поступив до Архангельського державного медичного інституту, який з відзнакою закінчив у 1939 році. Вступив до аспірантури з військово-польової хірургії, але через погано організованого навчального процесу залишив її, поїхав в Череповець і став працювати ординатором хірургічного відділення міжрайонної лікарні. Одночасно викладав у фельдшерсько-акушерській школі. У вільний час готувався до захисту диплома у ВЗІІ, проектуючи літак з турбопаровим двигуном. ВЗІІ Амосов закінчив у 1940 році теж з відзнакою.
У 1941 році він був призваний до лав Червоної Армії і протягом всієї Великої Вітчизняної війни служив провідним хірургом у польових рухомих шпиталях на Західному, Брянському, 1-му, 2-му і 3-му Білоруських фронтах, а також на 1-му Далекосхідному фронті (1945р.). За час війни М.М. Амосов зібрав матеріал для кандидатської дисертації на тему "Про поранення колінного суглоба", яку захистив у місті Горькому (нині - Нижній Новгород) в 1948 році.
У 1947-1952 рр. він працював головним хірургом Брянського обласного відділу охорони здоров'я і одночасно завідував хірургічним відділенням обласної лікарні. Тут, поряд з іншими розділами хірургії, М.М. Амосов цілеспрямовано й захоплено займався проблемами грудної хірургії, в той час ще мало розробленими в нашій країні. Він широко й успішно став оперувати при хірургічних та онкологічних ураженнях легень, стравоходу, кардіального відділу шлунка. Результати його операцій були тоді одними з найкращих у Радянському Союзі.
Микола Михайлович був запрошений до Київського інституту туберкульозу та грудної хірургії імені Ф.Г. Янковського для керівництва спеціально створеною клінікою торакальної (грудної) хірургії. Тут з особливою повнотою розкрився його різнобічний талант хірурга і дослідника, фізіолога і інженера, стала особливо плідною наукова, організаторська, педагогічна та громадська діяльність.
У 1953 році він захистив докторську дисертацію на тему "Пневмонектоміі і резекції легень при туберкульозі". Ним були розроблені методики застосування механічного танталового шва за допомогою апарату УКЛ-60 (ушивач кореня легені) при часткових резекціях легенів, уражених туберкульозом; методики одномоментних двосторонніх резекцій легенів, повторних операцій при рецидивах кавернозного туберкульозу.
У 1961 році Амосову була присуджена Ленінська премія, він був обраний членом-кореспондентом АМН СРСР.
Одним з основних напрямків науково-практичної діяльності М. М. Амосова виявилося хірургічне лікування захворювань серця. У 1955 році він вперше на Україні почав займатися лікуванням вад серця. Разом зі своїми співробітниками він створив надійний, придатний для широкого використання апарат штучного кровообігу "серце-легені" і впровадив його в практику одним з перших в СРСР.
У 1963 році М. М. Амосов першим у Радянському Союзі здійснив протезування мітрального клапана серця, а в 1965 році створив і вперше в світі впровадив у практику антитромботичні протези серцевих клапанів. Ним створено ряд нових методів хірургічного лікування вад серця, оригінальні моделі апаратів штучного кровообігу. Роботи Н.М. Амосова і його співробітників з лікування хвороб серця відзначені золотими (1967р., 1982р.) і срібною (1978р.) медалями ВДНГ СРСР.
У 1955 році М. М. Амосов заснував і очолив першу в Радянському Союзі кафедру грудної хірургії для вдосконалення лікарів, з якої пізніше виділилася кафедра анестезіології. На них були підготовлені сотні фахівців - грудних хірургів і анестезіологів. У 1983 році клініка серцево-судинної хірургії Київського НДІ туберкульозу і грудної хірургії була реорганізована в Київський НДІ серцево-судинної хірургії МОЗ УРСР. М. М. Амосов, з 1968 року обіймав посаду заступника директора, став директором новоутвореного інституту і працював на цій посаді до 1989 року.
У 1960 році, будучи вже відомим хірургом, Микола Михайлович заснував і очолив відділ біологічної кібернетики в Інституті кібернетики Академії наук УРСР. Під його керівництвом проведені фундаментальні дослідження систем саморегулювання серця, зроблені розробка та побудова фізіологічної моделі "внутрішнього середовища організму" людини, моделювання на ЕОМ основних психічних функцій і деяких соціально-психологічних механізмів поведінки людини.
Майбутнє медицини вчений пов'язував з досягненнями суміжних наук - біології, фізики, хімії, кібернетики. Остання, на його переконання, повинна поставити медицину в ряд найбільш точних наук. Головне завдання медицини майбутнього М.М. Амосов бачив у знаходженні шляхів штучного регулювання організму, у приведенні його у відповідність із заданою програмою. Мрією вченого було створення штучного розуму. За дослідження в області біокібернетики в 1978 році Микола Михайлович удостоєний Державної премії УРСР.
Академік М.М. Амосов - творець школи кардіохірургів на Україні. Під його керівництвом захищено 35 докторських і 85 кандидатських дисертацій. Він автор близько 400 наукових праць, в тому числі 20 монографій, з питань захворювань серця і судин, гнійних захворювань і туберкульозу легенів, проблемам біологічної, медичної та психологічної кібернетики.
Микола Михайлович широко відомий як письменник. У 1974 році М.М. Амосов був прийнятий до Спілки радянських письменників.
Роботу хірурга і вченого Микола Михайлович поєднував з громадською та політичною діяльністю. Він був членом правлінь всесоюзних та українських товариств хірургів і кардіологів, членом Міжнародної асоціації хірургів, Міжнародного товариства серцево-судинних хірургів, Міжнародного товариства медичної кібернетики, членом редколегій і редакційних рад низки вітчизняних та зарубіжних журналів, був членом Радянського комітету "За європейську безпеку", депутатом Верховної Ради СРСР чотирьох скликань.
Указом Президії Верховної Ради СРСР від 4 грудня 1973 року за видатні заслуги в розвитку радянської медицини, плідну громадську діяльність та у зв'язку з 60-річчям Миколі Михайловичу Амосову присвоєно звання Героя Соціалістичної Праці з врученням ордена Леніна та золотої медалі "Серп і Молот".
У 1998 році М.М. Амосов, серцева діяльність якого протягом ряду років регулювалася імплантованим кардіостимулятором, через що розвинувся стеноз аортального клапана і декомпенсації кровообігу, перебував у тяжкому стані і був оперований в одній з німецьких клінік кардіохірургії (професором Корнером). Йому зробили протезування так званим біологічним клапаном і аорто-коронарне шунтування (2 шунти) через атеросклероз коронарних артерій серця. Вірний своїм поглядам, за якими подовження життя і її хороша якість залежать від достатньої фізичної активності та вияву творчого потенціалу, академік підтверджував це своїм життєвим прикладом.
Микола Михайлович Амосов помер 12 грудня 2002 року від обширного інфаркту м'яза серця. Похований у Києві на Байковому кладовищі.
Нагороджений двома орденами Леніна, орденом Жовтневої Революції, двома орденами Червоної Зірки, орденами Вітчизняної війни 1-ї та 2-го ступенів та вісьмома медалями.
У Києві на будинку, де жив Герой (вулиця Богдана Хмельницького, 42) йому встановлено меморіальну дошку.
Роботи Амосова
- Пневмонектоміі і резекції легенів при туберкульозі. - М., 1957;
- Нариси торакальної хірургії. - Київ, 1958;
- Операції на серці зі штучним кровообігом. - Київ, 1962;
- Моделювання мислення і психіки. - Київ, 1965;
- Думки і серце. М., 1965 (пізніше видана на 30 мовах);
- Регулювання життєвих функцій і кібернетика. - Київ, 1964;
- Штучний розум. - Київ, 1969;
- Філософські проблеми медицини. - Київ, 1969;
- Голоси часів. - М., 1999.
Матеріал підготовлений за допомогою статей з сайтів
http://www.icfcst.kiev.ua/AMOSOV/about_amo_u.html
http://greatest.com.ua/a/amosov_mykola
http://geroiros.narod.ru