Николай Федорович Макаров родился в 1914 году в селе Сасово Тамбовской губернии в семье железнодорожного мастера. После ФЗУ работал слесарем в сасовском железнодорожном депо, а в 1936 году поступил в Тульский механический институт.
В начале Великой Отечественной войны его отозвали с преддипломной практики, досрочно присвоили квалификацию инженера и направили в Загорск, на завод, выпускавший пистолеты-пулеметы Шпагина. Вскоре завод перевели в Вятские Поляны Кировской области; там Николай Федорович быстро прошел путь от мастера до ведущего конструктора, а в 1944 году — завершил обучение в Тульском механическом институте, получив диплом с отличием.
После защиты диплома направлен в НИИ СПВА в Кунцево, где работал ведущим инженером-конструктором до конца войны. Затем переведен в ЦКБ-14 г. Тула (в настоящее время ГУП «КБП»).
С 1974 года — на пенсии. Жил в городе-герое Туле. Избирался депутатом Тульского областного Совета депутатов трудящихся, продолжительное время являлся членом областного Совета НТО «Машпром». Продолжал активную творческую работу.
Скончался 13 мая 1988 года в результате остановки сердца (после седьмого инфаркта), на 74-м году жизни. Похоронен в Туле на 1-м Городском кладбище.
9 мая 2009 года в Тульском государственном музее оружия открылась выставка, посвященная 95-летию со дня рождения конструктора оружия Н. Ф. Макарова. На выставке представлены созданные им образцы оружия, а также фотодокументы, отражающие основные этапы жизни и деятельности конструктора.