После окончания гимназии с серебряной медалью в 1864 г. Николай Егорович Жуковский без экзаменов поступает в Московский университет и в 1868 г. заканчивает его физико-математический факультет. С 1872 г. преподаватель математики, с 1874 г. — доцент Московского высшего технического училища (МВТУ). В 1876 г. защитил магистерскую диссертацию «Кинематика жидкого тела». В 1882 г. за исследование «О прочности движения» ему присуждена степень доктора прикладной математики. С 1885 г. преподавал теоретическую механику в Московском университете, а с 1886 г. — профессор кафедры механики. В 1887 г. возглавил кафедру механики МВТУ. В Московском университете и МВТУ работал до конца жизни.

Исследованиями различных проблем воздухоплавания при кабинете прикладной механики университета Н. Е. Жуковский положил начало созданию экспериментальной и теоретической аэродинамики, поставив на научную основу развитие самолетостроения и авиации в целом. Его работы «О парении птиц» (1891 г.) и «О наивыгоднейшем угле наклона аэропланов» (1897 г.) заложили основы аэродинамического расчета самолета.

В 1902 г. основал аэродинамическую лабораторию в Московском университете, где была установлена одна из первых в мире аэродинамических труб. Здесь под его руководством был сконструирован прибор для испытания самолетных винтов. В 1904 г. под руководством Н. Е. Жуковского и с участием группы его учеников в поселке Кучино под Москвой создается первый в Европе аэродинамический институт. В этом же году он открыл принцип образования подъемной силы крыла аэроплана и сформулировал теорему, позволяющую опреде- лять величину подъемной силы, что явилось основой аэродинамики. В 1910 г. по инициативе Н. Е. Жуковского была открыта аэродинамическая лаборатория в МВТУ. Его статьи под общим названием «Вихревая теория гребного винта» послужили теоретической основой для конструирования воздушных винтов.

Много сил и энергии отдавал Н. Е. Жуковский подготовке авиационных кадров — пилотов и конструкторов самолетов, разработке вопросов развития и боевого применения отечественной военной авиации. С 1913 г. он преподавал на курсах офицеров-летчиков, а с началом Первой мировой войны — на курсах летчиков-добровольцев при МВТУ. Н. Е. Жуковский занимался также теорией бомбометания, вопросами баллистики артиллерийских снарядов, работал над различными проблемами теоретической механики.

В декабре 1918 г. по инициативе Н. Е. Жуковского создается Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). В 1919 г. по предложению Н. Е. Жуковского летные курсы при МВТУ реорганизуются в Московский авиационный техникум, на базе которого в 1920 г. создается Институт инженеров Красного Воздушного Флота, а с 1922 г. — Академия Воздушного флота (Военно-воздушная инженерная академия имени профессора H. E. Жуковского).

Из более чем 170 работ Жуковского около 60 посвящены аэродинамике и летательным аппаратам. Другие работы содержат оригинальные исследования по механике твердого тела, гидравлике и гидродинамике, математике и астрономии, прикладной механике, теории регулирования машин и др.

В ознаменование 50-летия научной деятельности Н. Е. Жуковского, отмечая его заслуги как «отца русской авиации», Совет Народных Комиссаров за подписью В. И. Ленина 3 декабря 1920 г. издал декрет об учреждении премии им. H. E. Жуковского за лучшие труды по математике и механике, об издании его трудов, а также о ряде льгот для самого ученого. В 1947 г. в связи со 100-летием со дня рождения Н. Е. Жуковского Совет Министров СССР постановил ежегодно присуждать две медали и премии им. H. E. Жуковского за лучшие научные исследования и учебники, пособия по авиации и учредил стипендии его имени для студентов старших курсов Московского университета, Московского авиационного института и МВТУ.

В Москве и г. Жуковском Московской области воздвигнуты памятники ученому. Научному подвигу и жизненному пути Н. Е. Жуковского посвящены музеи в Москве и на его родине — в с. Орехово.