Родился Николай Нилович Бурденко в селе Каменка Пензенской губернии (сейчас это город Каменка) 22 мая (3 июня) 1876 г.

Его отец был сыном крепостного, был писарем у своего помещика, а затем - управляющим имением.

Николай сначала учился в местной школе, затем в религиозной школе, а затем в Пензенской духовной семинарии.

После окончания семинарии с отличием поступил в духовную академию в Санкт-Петербурге.

Но вдруг его планы изменились, он отправился в Томск, где начал учиться на медицинском факультете Томского Императорского Университета.

Здесь он проявил большой интерес к анатомии, так что в начале третьего курса он работал ассистентом прозектора и даже выполнял простые операции.

В связи с угрозой ареста за участие в студенческих забастовках, Бурденко покинул Томск и перешёл в Юрьевский университет (сейчас это Тартуский университет в Эстонии).

Во время учёбы он прервал занятия для борьбы с эпидемиями, например, он провел целый год в Херсонской области во время эпидемии сыпного тифа, также работал с больными туберкулезом и детьми.

В университете Бурденко параллельно с учебой работал в клинике, участвовал в хирургических операциях.

Во время русско-японской войны студент Бурденко вызвался добровольцем, служил фельдшером, был помощником врача военно-полевого госпиталя, участвовал в хирургических операциях, а во время сражений выносил раненых из-под огня.

В битве у Вафангоу он был ранен в руку.

За героизм, проявленный на военной службе, Николаю Бурденко была вручена награда - солдатский Крест Святого Георгия.

Вернувшись с фронта, Бурденко готовился к выпускным экзаменам, одновременно работая стажёром в хирургическом отделении Рижской больницы.

В 1906 году он успешно сдал экзамены, получив диплом с отличием.

Работая хирургом в Пензенской земской больнице, Николай Бурденко занимался научной деятельностью, готовил материалы для своей докторской диссертации.

В 1909 году он защитил её, став доктором медицины, и уехал на один год на работу в клиники Швейцарии и Германии.

После командировки за границу, в течение нескольких лет (1910 - 1914) он работал на хирургическом отделении в клинике Юрьевского университета.

В 1914 году, когда началась Первая мировая война, Бурденко снова вызвался на фронт, где занимался организацией перевязочных и эвакуационных центров, операциями в полевых условиях, перевозкой тяжело раненых в ближайшие больницы Красного Креста.

Кроме того, он тщательно изучал вопросы военной гигиены, химической защиты, организовал медико-санитарное снабжение.

В 1917 году Бурденко получил контузию, что заставило его вернуться в родной университет, где он сменил Н. И. Пирогова в качестве заведующего кафедрой хирургии.

Вскоре фашисты оккупировали Юрьев.

Немецкое командование предложило Николаю Ниловичу остаться в университете и занять там кафедру.

Но Бурденко отказался.

Летом 1918 года он и другие профессора были эвакуированы в Воронеж, забрав с собой имущество университетской клиники.

В Воронеже Бурденко занимался организацией военных госпиталей, консультировал, вёл научно-исследовательскую и преподавательскую работу.

Преподавал в открытой школе для медсестёр, занимался вопросами гражданского здравоохранения.

В этот период Бурденко занимался темами общей хирургии, военно-полевой и нейрохирургии.

Известны его исследования по профилактике и лечению шока, нейрогенной интерпретации язвенной болезни, хирургическому лечению туберкулеза, переливания крови, анестезии и др.

В 1923 году Бурденко переехал в Москву, открыл нейрохирургическое отделение при хирургическом госпитале Московского университета, а в 1924 году стал директором этой клиники.

С 1929 года Бурденко руководил нейрохирургической клиникой Рентгенологического института Наркомздрава, на базе которого в 1932 году был создан Центральный нейрохирургический институт, которого в мире ещё не было.

Теперь он носит имя Бурденко.

С тех пор учёный занимается нейрохирургией, но не оставляет работу, связанною с военно-полевой хирургией и медицинскими консультациями, ведет большую организационную работу.

Период советско-финской войны Бурденко провёл на фронте, работая организатором, консультантом и хирургом.

С первых дней Великой Отечественной войны - снова в армии.

Во время этой войны он занимался организационными делами, консультировал и сам оперировал несколько тысяч раненых.

В 1941 году он получил вторую контузию и в том же году перенес инсульт.

После двух месяцев лечения его эвакуировали в Куйбышев, а затем в Омск.

Еще, будучи больным, он лечил раненых в больницах, проводил исследования, на основе которых написал девять монографий на темы военно-полевой медицины.

Вернувшись в Москву в 1942 году, Бурденко неустанно продолжал работать: он писал научные труды, входил в состав комиссии по расследованию зверств фашистов во время войны, собирал улики и факты.

В 1944 году по его инициативе и плану была открыта Академия медицинских наук СССР, президентом которой он стал.

В 1945 году с Николаем Ниловичем случился второй инсульт, а в 1946 году - третий.

Но даже в таком тяжёлом состоянии, прикованный к больничной кровати, Бурденко написал доклад к 25-ому Всесоюзному съезду хирургов, который студент прочитал с трибуны.

Бурденко скончался 11 ноября 1946 года; его похоронили на Новодевичьем кладбище в Москве.