Николай Сергеевич Попов родился в станице Усть-Лабинская (ныне город Усть-Лабинск Краснодарского края).
Окончил семилетнюю школу, учился в Краснодаре в спецшколе ВВС. В 1950 году поступил в Харьковский политехнический институт и окончил его с отличием в 1955 году.
С 1955 года Николай Попов работал в танковом конструкторском бюро Кировского завода в Ленинграде.
В 1968 году он был назначен начальником и главным конструктором КБ, а с 1972 года становится генеральным конструктором СКБ "Трансмаш" производственного объединения "Кировский завод". В 1976 году под его руководством был создан танк Т-80, первый в мире серийный танк с газотурбинным двигателем.
Член Центральной ревизионной комиссии КПСС (1976—1981). Член ЦК КПСС (1981—1990).
Герой Социалистического Труда.
Умер 4 февраля 2008 года. Похоронен на кладбище в городе Сестрорецке.
Разработки: