Николай Михайлович Жаворонков родился 25 июля (7 августа) 1907 года в селе Стрелецкие Выселки Рязанской губернии. Русский
Член КПСС с 1939 г.
Основные работы Жаворонкова были в области неорганической химии и химической технологии.
В начале своей научной деятельности Николай Михайлович занимался изучением процессов получения водорода и азото-водородной смеси и очистки их от углекислого газа и окиси углерода для производства синтетического аммиака.
Работы Жаворонкова последних лет посвящены процессам разделения жидких и газовых смесей методами абсорбции, ректификации, молекулярной дистилляции и химического обмена. Совместно с сотрудниками выполнил серию работ по теории процессов концентрирования стабильных изотопов и разработал методы разделения изотопов водорода, углерода, азота, кислорода, бора и других легких элементов.
Опубликовал около 500 научных работ, более 100 научных популярных и публицистических статей. Многие работы Жаворонкова нашли широкое применение в промышленности.
Герой Социалистического Труда (1969).
Лауреат Государственной премии СССР (1984).