Fadern, "Nikolaj Timofejevitj Zubov" var personalkapten i Astrachans dragonregemente. Nikolaj tog studenten och gick med i kadettkåren i Sankt Petersburg. Värvning i flottan följdes 1905 av deltagande Slaget vid Tsushima. 1914 blev han sjuk och fick lämna flottan, och beslöt då att söka sig till Bergen i Norge och institutet för geofysik jämte andra ryska utbildningar. Han var för en tid vetenskaplig sekreterare i den sovjetiska nationella kommittén för polarforskning. Under andra världskriget var han stabschef för isbrytningen vid Vita havet. Efter kriget var han chef för oceanografiska institutet i Moskva. 1953 grundade han institutionen för oceanografi, vid geografiska fakulteten vid Moskvas Universitet.