В 1909-1917 годах Николай учился в местной церковно-приходской школе, земском училище города Валуйки, коммерческом училище. До апреля 1920 года он жил и работал в родном селе, а затем был призван в РККА и в 1920-1922 годах проходил службу под Харьковом и Луганском. Часть, где служил Ватутин, вела бои с бандами Махно и Бельского. Способности к обучению, наличие образования, энергичность и инициативность Ватутина позволили ему параллельно со службой продолжить своё образование уже в военной сфере. В 1922 году он окончил Полтавскую пехотную школу, после чего продолжил службу уже на младших командных должностях до 1926 года, пройдя путь от командира отделения до командира роты. В том же 1922 году Ватутин вступил в партию. Однако 1922 год стал для Николая Ватутина не только годом побед и личностного роста. В этом же году ему пришлось пережить и личную трагедию, когда от голода умерли его дед, отец и один из братьев. С 1926 по 1934 годы Ватутин проходит обучение в Военной Академии имени М. В. Фрунзе в Москве. Параллельно успехам в учёбе ему удаётся продвигаться вперёд и по партийной линии. После окончания в 1937 году Академии Генерального Штаба Николай Фёдорович получает звание комбрига, после чего начинается период его службы на штабных должностях. С 1940 года Ватутин продолжает службу уже в Генеральном штабе в Москве. С началом Великой Отечественной войны он получает назначение на должность начальника штаба Северо-Западного фронта и остаётся в этой должности до мая 1942 года. В условиях крайне тяжёлой ситуации командованию, всё же удалось стабилизировать фронт путём проведения как оборонительных, так и наступательных операций. Возвращение в Генеральный штаб и служба там в конце весны-начале лета сменяется в июле 1942 года назначением на должность командующего только что сформированным Воронежским фронтом. В этой должности Ватутин оставался до октября 1942 года. Не добившись крупных стратегических успехов на этом направлении, ему, тем не менее, удалась другая очень важная задача: постоянными наступательными действиями ограниченного характера держать на этом направлении противника в постоянном напряжении, не позволяя ему перебрасывать силы отсюда под Сталинград и на Кавказ. 25 октября 1942 года Ватутин получил новое назначение. Он принял командование Юго-Западным фронтом, которому предстояло нанести удар в рамках готовящейся операции «Уран» (контрнаступление под Сталинградом). Войска Ватутина блестяще выполнили свою задачу, а удар, нанесённый ими, стал просто сокрушающим для немецких войск и войск их сателлитов. За успешное командование войсками Ватутин стал одним из первых кавалеров ордена Суворова I степени, а также получил звание генерала армии.

Волею судьбы Ватутину довелось командовать войсками и в ходе другой успешной крупной наступательной операции Красной Армии, закрепившей перелом в ходе войны. Речь идёт о Курской битве, где Ватутин командовал войсками Воронежского фронта. Всю весну и половину лета до июля месяца Ватутин работал над созданием глубоко эшелонированной обороны в полосе своего фронта, так же как и его коллеги, командующий Центральным фронтом генерал армии Рокоссовский и командующий Степным фронтом генерал-полковник Конев. Войска Ватутина справились со своей задачей, когда в июле 1943 года в упорных оборонительных боях, измотав наступавшие немецкие войска, перешли в контрнаступление совместно с другими фронтами и разгромили противника. За эти успехи Ватутин получил орден Кутузова I степени. В октябре 1943 года Ватутин командует уже 1-м Украинским фронтом. Но эта должность не была связана с перемещением генерала по должностям, а обусловлена реорганизацией линии фронта после Курской битвы, когда Воронежский фронт был переименован в 1-ый Украинский. Под командованием Ватутина войска этого фронта продолжили наступательные действия, освобождая Украину от немецко-фашистских войск. Жизнь этого талантливого полководца, опытного военачальника, незаурядного человека, за глаза называвшегося «генералом от наступления» или «генералом от победы», а противником из уважения «гроссмейстером», оборвалась преждевременно и трагически. 29 февраля 1944 года машина Ватутина, ехавшего в сопровождении членов штаба, была обстреляна украинскими националистами из УПА. В ходе завязавшейся перестрелки Ватутин получил ранение в бедро, доставлен в госпиталь города Ровно, а затем в Киев, где за жизнь генерала боролись лучшие хирурги. 15 апреля 1944 года Николай Фёдорович Ватутин скончался от заражения крови в Киеве, где и был похоронен в Мариинском парке со всеми воинскими почестями. В Москве же был отдан салют чести своему полководцу 24 залпами из 24 орудий. Советские военачальники высоко ценили личные и профессиональные качества Ватутина. Очень положительно о нём отзывались такие военные деятели, как Г.К. Жуков, А.М. Василевский и другие. 6 мая 1965 года Николай Фёдорович Ватутин был награждён медалью «Золотая Звезда» и представлен к званию Героя Советского Союза посмертно. Имя полководца было увековечено во множестве памятников и обелисков, названиях улиц и проспектов городов и населённых пунктов по всему Советскому Союзу.