Родился 25 сентября 1921 года в деревне Бобровка, ныне Веневского района Тульской области, в крестьянской семье. Окончил 2 курса химического техникума и аэроклуб в Туле. В 1939 году призван в ряды Красной Армии. В 1941 году окончил Таганрогскую военно - авиационную школу пилотов.

С июля 1943 года в действующей армии. Воевал на Воронежском, Степном, 1-м Украинском и 2-м Украинском фронтах.

К январю 1945 года командир звена 140-го Гвардейского штурмового авиационного полка  ( 8-я Гвардейская штурмовая авиационная дивизия, 1-й Гвардейский штурмовой авиационный корпус, 2-я Воздушная армия, 1-й Украинский фронт )  Гвардии лейтенант Н. Т. Полукаров совершил 92 успешных боевых вылета на штурмовку войск противника. Провёл 14 воздушных боёв, где сбил 3 самолёта противника.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 апреля 1945 года за образцовое выполнение боевых заданий командования по уничтожению живой силы и техники противника и проявленные при этом мужество и героизм Гвардии лейтенанту Николаю Тихоновичу Полукарову присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда"  ( № 6075 ).

Всего совершил 118 боевых вылетов, нанеся противнику большой урон в живой силе и технике.

После окончания Великой Отечественной войны продолжал службу в ВВС. В 1951 году окончил Военно - Воздушную академию. Летал на реактивных машинах.

С 1958 года в запасе. С 1963 года работал преподавателем в Тульском политехническом институте, доцент кафедры гражданской обороны 

Автор свыше 20 научных и учебно - методических работ. Написал книгу "Атакует "черная смерть", выдержавшую несколько изданий. Жил в городе Тула.

Умер 22 Мая 1996 года.

Награждён орденами: Ленина, Красного Знамени (дважды), Отечественной войны 1-й и 2-й степени, Красной Звезды; медалями.