Между тем, в его личном деле всего один документ о получении образования – свидетельство об окончании семилетки. Есть, правда, еще диплом об окончании аспирантуры.
Боголюбов обладал феноменальной памятью, знал около 10 языков. Немецкому, французскому и английскому языкам его обучал с 5-летнего возраста отец – протоиерей Н.М. Боголюбов.
Математику и физику мальчик изучал самостоятельно. Обнаружив у сына талант к этим наукам, отец привел его к академику Д.А. Граве.
Побеседовав с 13-летним Николаем, тот понял, что юноша обладает математическими знаниями в объёме университетского курса, и взял его в группу участников своего семинара в Киевском университете.
Спустя 3 года Николая, «ввиду феноменальных способностей по математике », приняли в аспирантуру. Его научным руководителем был профессор Н.М. Крылов. В 1929 году последний стал академиком, а еще через год 20-летний Николай Боголюбов – доктором наук без защиты диссертации.
В 30-е-40-е годы Боголюбов преподавал в Киевском университете. После оккупации Киева фашистами перебрался в Москву. В 1943 году возглавил в МГУ исследования по квантовой теории поля. Спустя десятилетие, основал в этом университете и возглавил новую научную кафедру квантовой статистики и теории поля.
В послевоенные годы Боголюбов математически обосновал микроскопическую теорию сверхтекучести.
В 50-е-60-е годы он, в основном, занимался ядерной тематикой – руководил в Арзамасе-16 математическим отделом, был директором лаборатории теоретической физики в ОИЯИ, а затем возглавил этот институт.
Академик Н.Н. Боголюбов – дважды Герой Социалистического Труда, лауреат двух Сталинских, Ленинской и Государственной премий СССР. Он также номинировался на Нобелевскую премию.