Специалист в области металловедения. Академик АН СССР (28.1.1939). Заслуженный деятель науки и техники РСФСР. Родился 1(13).11.1885 в Мещовске, ныне Калужской области, в семье служащего. По окончании реального уилища в Курске (1902) поступил на металлургическое отделение Санкт-Петербургского политехнического института. Окончил его в 1912 и в качестве стипендиата института продолжил работу в одной из его лабораторий; с 1920 преподавал там же, в 1930—39 — профессор и заведующий созданной им кафадры термической обработки стали. Организовал металловедческие лаборатории на Путиловском заводе и во Всесоюзном институте металлов. С 1939 — в Москев, в Институте металлургии АН СССР (ныне — Институт металлургии и металловедения им. А. А. Байкова РАН): заведующий отделом металловедения и (до 1956) – руководитель лаборатории конструкционных сталей и сплавов. Одновременно в 1943—56 — профессор, заведующий кафедрой металловедения и термической обработки металлов Московского института стали. Член Русского металлургического общества (1912); председатель Всесоюзного научно-технического общества чёрной металлургии. Один из ведущих специалистов своего времени в области металловедения и термической обработки металлов, создатель научной школы. Внёс значительный вклад в разработку теоретических основ металловедения: теории твёрдых растворов, теории кристаллизации стали, физической теории ликвации, теории отпуска закалённой стали и т.д. Исследовал формы взаимоотношения атомов железа и углерода в стали, возможности применения рентгеновского анализа к изучению строения закалённой стали; проанализировал явления, происходящие при закалке, отпуске, нагреве и охлаждении различных сортов стали. С самого начала своей научной деятельности уделял большое внимание запросам производства. В 1910—20-е исследовал процессы плавки и разливки металла, создавал новые марки легированной стали, совершенствовал методы её термической обработки. В 1930-е руководил исследованиями специальных сталей и сплавов, поиском новых легирующих добавок, разработкой новых сортов стали, обладающих высокими термоустойчивостью и прочностью. Во время Великой Отечественной войны, находясь на Урале, занимался созданием и выплавкой специальных сталей для оборонной промышленности. Автор первых фундаментальных учебных курсов по специальным сталям и термической обработке металлов. Государственная премия СССР (1943). Награждён орденами и медалями. Жил на Большой Калужской улице (ныне — Ленинский проспект), 13 (с 1939). Скончался 29.1.1957 в Москве.

Вместе с Н.Т.Гудцовым похоронена Гудцова (Белоручева) Зоя Владимировна (1906–1963), жена Н.Т.Гудцова.