Gimė 1902 m. rugsėjo 14 d. Irkutske, mokytojo šeimoje.
1918 m., dar neturėdamas 16 m., įstojo į Tomsko technologijos instituto Mechanikos fakultetą. Jo kurso draugas buvo garsus tų laikų rusų lakūnas, pasižymėjęs Pirmojo pasaulinio karo metais Prancūzijos fronte, Charitonas Slavorosovas. Spėjama, kad Slavorosovas pasuko Kamovo siekius į aviaciją. 1923 m., būdamas 20 m. N. Kamovas baigė institutą su inžinieriaus diplomu.
1923 m. atvyko į Maskvą, kur dirbo Junkers kompanijos aviacijos gamykloje šaltkalviu. 1927 m. ėmė dirbti D. Grigorovičiaus jūrų lėktuvų konstravimo biure konstruktoriumi.
Laisvalaikiu, remiami Osoaviachimo, 1929 m. N. Kamovas ir N. Skržinskis sukūrė pirmąjį tarybinį malūnsparnį (autožirą) Kaskr-1 Krasnyj inžiner ('Raudonasis inžinierius').
1931 m. N. Kamovas ėmė dirbti malūnsparnių projektavimo grupėje CAGI institute.
1935 m. vadovaujant Kamovui buvo sukurtas kovinis malūnsparnis A-7, kurį naudojo Antrajame pasauliniame kare. 1937 m., po vienos A-7 avarijos, Kamovui teko palikti aviaciją ir pusantrų metų dirbti stabdžių gamykloje. 1939 m. Kamovas vėl ima dirbti aviacijos pramonėje – Tupolevo gamykloje.
1940 m. pradžioje N. Kamovo iniciatyva netoli Maskvos, prie geležinkelio stoties Uchtomskaja, buvo įsteigta aviacijos gamykla Nr. 290, kuri pirma TSRS specializavosi malūnsparnių (autožirų) gamyboje. Kamovas tapos jos direktoriumi ir vyriausiuoju konstruktoriumi, o M. Milis buvo jo pavaduotojas. Vėliau šioje gamykloje įsikūrė Kamovo sraigtasparnių OKB.
1940 m. N. Kamovas tapo vyriausiuoju sraigtasparnių konstravimo biuro konstruktoriumi.
Vadovaujant Kamovui buvo sukurti sraigtasparniai Ka-8 (1948), Ka-10 (1953), Ka-15 (1956), Ka-18 (1960), Ka-25 (1968), Ka-26 (1967), konvertiplanas Ka-22 (1964), aerorogės Sever-2 ir Ka-30.
Kamovo vardu pavadinta Uchtomskajos sraigtasparnių gamykla (nuo 1992 m. – atviroji akcinė bendrovė Kamov) Liubercų mieste.
