Николай Сергеевич отдал своей профессии почти 70 лет, до последних дней занимаясь научной работой. Родился 17 сентября 1924 г. в деревне Ново-Самарка Сорочинского района Оренбургской области. В 1942 г. после окончания пехотного училища лейтенантом ушел на фронт, командовал взводом противотанковой пехоты, участвовал в сражении на Курской дуге в 1943 г., где был тяжело ранен. Награжден орденом Отечественной войны II степени, медалями «За победу над Германией» и «За доблестный труд в Великой Отечественной войне».
Жизнь Николая Сергеевича связана с кафедрой кожных и венерических болезней Первого МГМУ имени И. М, Сеченова. Получив диплом с отличием I Московского медицинского института имени И. М. Сеченова, он прошел путь от клинического ординатора до заведующего кафедрой Сеченовского Университета.
С 1990 по 2000 г. одновременно работал профессором факультета фундаментальной медицины МГУ имени М. В. Ломоносова, а в последние годы был наставником и главным консультантом Московского научно-практического Центра дерматовенерологии и косметологии Департамента здравоохранения города Москвы. В течение 20 лет (1978–1998) был главным дерматовенерологом Четвертого главного управления при МЗ СССР, преобразованного впоследствии в Медицинский центр Управления делами Президента РФ.
Н. С. Потекаев — автор свыше 400 научных трудов, в числе которых книги, монографии, методические рекомендации, учебные пособия, руководства и справочники. Исследования академика оригинальны, глубоки и многогранны. Он стал организатором и вдохновителем научных конференций памяти своего учителя члена-корреспондента АМН СССР профессора В. А. Рахманова. Теперь конференции под названием «Рахмановские чтения» проводятся ежегодно.
Трудно переоценить тот колоссальный вклад, который внес Николай Сергеевич в развитие отечественной дерматовенерологии. Ему принадлежит приоритет в описании сочетания язвенного красного плоского лишая, сахарного диабета и гипертонической болезни (синдром Гриншпана — Потекаева); язвенного рецидивирующего герпеса; острой и лихенифицированной руброфитии; инфильтративно-опухолевого и меланодермического ретикулеза кожи; лепроподобного саркоидоза; шанкриформного ангиита; трещевидного дерматита пожилых; выделил совместно с патоморфологами синдромприобретенный буллезный эпидермолиз и тромбоцитопению — от воздействия сульфидно-спиртовой барды и лимфоцитомаподобный лейшманиоз кожи. Первым в России клинически выявил больных злокачественным папулезом Дегоса, феогифомикозом и СПИДом (в 1984 г. у коренного жителя Африки, а в 1987 г. у нашего соотечественника).