С 1918 г. в Москве руководил разработкой и постройкой самолётов различных типов. В 1923 г. создал первый отечественный истребитель И-1 (ИЛ-400), в 1928 г. – истребитель И-3 и учебный самолёт У-2 (По-2), который в различных модификациях выпускался крупными сериями до 195З г. В 1933 – 1938 гг. руководил созданием истребителей И-15, И-16 и И-153 «Чайка», которые составили основу советской истребительной авиации в предвоенные годы.
В 1938 – 1944 гг. разработал ряд опытных военных самолётов. Одним из первых расчленил проектирование самолётов на специализированные разделы. Государственная премия СССР (1941, 1943).
Награжден 2 орденами Ленина и орденом Красной Звезды.
В Российском государственном архиве в г. Самаре на постоянном хранении находятся заявочные материалы на изобретения Поликарпова Н.Н. (Ф. Р-1).
Перечень этих документов представлен в базе данных «Патентный каталог».
Дополнительную информацию можно найти в справочнике «Гордость отечественной науки и техники XX века»; обзоре фондов «Развитие авиационной науки и техники в СССР. 1920–1946 гг.»; обзоре документов «Создание вооружения для РККА»: 1920–1945 гг. - Т. 1; обзоре документов «Создание вооружения для РККА: 1920–1945 гг.» - Т. 2.
Подробнее с документами и изданиями можно ознакомиться в читальном зале и СИФ архива по адресу: г. Самара, ул. Мичурина, д. 58.