Николай Нилович Бурденко родился (22 мая) 3 июня 1876 года в селе Каменка Нижнеломовского уезда, сегодня Пензенской области.
В 1906 году в Юрьеве (Тарту) окончил университет, а в 1910 году стал профессором этого университета.
В послереволюционное время, с 1918 года работал профессором в Воронежском университете, затем с 1923 года – профессором медицинского факультета Московского университета. Там он до конца своей жизни руководил хирургической клиникой, носящей теперь его имя.
С 1929 года Бурденко – директор нейрохирургической клиники, на базе которой в 1934 году учрежден Центральный нейрохирургический институт.
С 1937 года был главным консультантом Советской Армии в области хирургии.За годы работы Николай Нилович внес много ценного в развитие теории и практики нейрохирургии.
Он одним из первых ввел в клиническую практику хирургию центральной и периферической нервной системы, изучил методы лечения и причину возникновения шока.Создание Николаем Бурденко оригинальной школы хирургов привело к новым работам в области онкологии центральной и вегетативной нервной системы, мозгового кровообращения и др. Практически, он стал одним из создателей и организаторов советского здравоохранения. Особым вниманием отмечал организацию военно-медицинского дела.Бурденко награжден тремя орденами Ленина, другими орденами и медалями.
В 1941 году ему была вручена Государственная премия СССР. Почетный член Международного общества хирургов, Лондонского королевского общества.Умер Николай Нилович Бурденко 11 ноября 1946 года в Москве.