Родился 13 (26) декабря 1916 года в Петрограде в семье рабочего.  Окончив 7 классов и школу ФЗУ, работал токарем на Ленинградском заводе имени М.И.Калинина. В РККА с 1935 года. В 1937 году окончил Ленинградскую школу авиационных техников. Служил техником в Ленинградском военном округе. Участник советско-финляндской войны 1939-1940 годов. В 1941 году окончил 1-ю Качинскую Краснознамённую военную авиационную школу пилотов имени А.Ф.Мясникова.

Участник Великой Отечественной войны с июня 1941 года. Заместитель командира эскадрильи 436-го истребительного авиационного полка (239-я истребительная авиационная дивизия, 6-я воздушная армия, Северо-Западный фронт) старший лейтенант Кузнецов Н.Ф. 6 января 1943 года вылетел во главе пары Р-40К  на прикрытие штурмовиков на подступах к Ленинграду. В районе цели штурмовики попыталась атаковать группа истребителей противника Ме-109. Пара Кузнецова сковала их боем. Вскоре самолёт ведомого Кузнецова лётчика Голдобина был сбит. Кузнецов остался один против пятерых немцев. Он продолжал сковывать врага, не допуская его к штурмовикам. Противник разбился на две группы: пару и тройку, которые начали атаковать самолёт Кузнецова поочерёдно. Затем две пары взяли его в клещи, а пятый "мессершмитт" зашёл со стороны солнца. Выпущенная им пулемётная очередь поразила мотор и кабину. Самолёт загорелся, а сам Кузнецов был ранен в левое плечо. В это время штурмовики уже закончили свою работу и повернули на свой аэродром. Кузнецов тогда тоже направил свой самолёт в сторону линии фронта. Немцы не отставали, пытаясь добить советский истребитель. Кузнецов как мог уворачивался от их атак. Возле линии фронта 3 "мессершмитта" повернули назад, но пара продолжила преследование. Один из них зашёл спереди, чтобы ударить по кабине. Кузнецов задрал нос своего P-40 и открыл огонь из всех пулемётов, а затем нанёс удар винтом по хвосту "мессершмитта". Тот камнем рухнул на землю и взорвался. Между тем пожар на самолёте Кузнецова разгорался всё сильнее. Как только линия фронта оказалась позади, он выбрал подходящую площадку и совершил вынужденную посадку. Таран с земли наблюдал командующий 6 ВА генерал Ф.П.Полынин, который выслал группу на поиски лётчика. Кузнецову была оказана первая помощь и он был доставлен в госпиталь.

После лечения в госпитале вернулся в свой полк. К февралю 1943 года совершил 213 боевых вылетов, в воздушных боях лично сбил 17 самолётов противника и 12 в группе. 1 мая 1943 года капитану Кузнецову присвоено звание Героя Советского Союза.

Войну заместитель командира 67-го гвардейского истребительного авиационного полка гвардии майор Кузнецов закончил в Берлине. Всего совершил 252 боевых вылета, в 150 воздушных боях сбил лично 25 и в группе 12 самолётов противника.

После войны продолжал службу в ВВС. В 1949 году окончил Военную академию имени М.В.Фрунзе. Участник войны в Корее - в звании полковника командовал 16-м ИАП. Сам совершил 27 боевых вылета на МиГ-15, побед нет. После окончания в 1956 году Военной академии Генерального штаба служил на командных должностях в ВВС. При его активном участии в конце 50-х – начале 60-х годов создавался отряд советских космонавтов и строился Центр подготовки космонавтов. В 1963–1972 годах был начальником Центра подготовки космонавтов имени Ю.А.Гагарина. Заслуженный военный лётчик СССР (1967), доктор военных наук. С 1978 года генерал-майор авиации Кузнецов - в отставке. Жил в Звёздном городке. Написал книги о С.П.Королёве и Ю.А.Гагарине. Награждён 2 орденами Ленина, 4 орденами Красного Знамени, орденами Александра Невского, Отечественной войны 1 степени, 3 орденами Красной Звезды, медалями. 

Умер 5 марта 2000 года. Похоронен на кладбище деревни Леонихи Московской области

СПИСОК ИЗВЕСТНЫХ ПОБЕД

№	Вид	Дата	Тип сбитого	Часть
*	личная	27.08.41	Ю-87	191 иап
*	в паре	27.08.41	Ме-109
*	личная	29.08.41	Ю-87
*	в паре	06.09.41	Ю-88
*	личная	11.09.41	Ю-87
*		11.09.41	Ю-87
*		12.09.41	Хш-126
*		16.09.41	Ме-109
*		21.09.41	Ю-87
*	в паре	22.09.41	ФВ-200
*	тройкой	24.09.41	Ю-88
*	личная	27.09.41	Ме-109
*		27.06.42	Ме-110
*		27.06.42	Ме-109
*		28.06.42	Ме-109
*		01.07.42	Ме-109
*		06.12.42	ФВ-189	436 иап \ 67 гиап
*		30.12.42	Ме-109
*		06.01.43	Ме-109
*	шестеркой	06.01.43	Ме-109
*	личная	12.09.44	ФВ-190
*		15.10.44	Ме-109
*		27.03.45	ФВ-190
*		19.04.45	ФВ-190