Н. Г. Басов родился 14 декабря 1922 года в городе Усмань (ныне — в Липецкой области)[7]. Отец — Геннадий Фёдорович Басов, впоследствии — профессор Воронежского лесного института, мать — Зинаида Андреевна Молчанова. Русский[8]. В 1927 году семья переехала из Усмани в Воронеж. Член ВЛКСМ с 1936 по 1950 годы.
В 1958—1972 годах Басов являлся заместителем директора ФИАН, а с 1973 по 1989 годы был директором этого института. Здесь в 1963 году он организовал Лабораторию квантовой радиофизики, которую возглавлял до своей смерти. В 1962 году Басов был избран членом-корреспондентомАН СССР, а в 1966 году — академиком АН СССР, впоследствии избирался в президиум Академии наук (член президиума АН СССР с 1967 по 1990 годы, РАН с 1991 года).
Был одним из академиков АН СССР, подписавших в 1973 году письмо учёных в газету «Правда» с «осуждением поведения академика А. Д. Сахарова». В письме Сахаров обвинялся в том, что он «выступил с рядом заявлений, порочащих государственный строй, внешнюю и внутреннюю политику Советского Союза», а его правозащитную деятельность академики оценивали как «порочащую честь и достоинство советского ученого»[10][11].
В 1978 году организовал и возглавил в МИФИ кафедру квантовой электроники впоследствии переименованную в кафедру лазерной физики[12].
Ряд работ Басова посвящён вопросам распространения и взаимодействия мощных лазерных импульсов с веществом. Ему принадлежит идея использования лазеров для управляемого термоядерного синтеза (1961), он предложил методы лазерного нагрева плазмы, проанализировал процессы стимулирования химических реакций лазерным излучением.
Басов разработал физические основы создания квантовых стандартов частоты, выдвинул идеи новых применений лазеров в оптоэлектронике (таких, как создание оптических логических элементов), выступал инициатором многих исследований по нелинейной оптике.
Орден «За заслуги перед Отечеством» II степени (13 декабря 1997 года) — за заслуги перед государством, большой личный вклад в развитие науки и подготовку высококвалифицированных кадров[13]
Почётная грамота Совета Министров Республики Беларусь (30 декабря 1997 года) — за выдающийся вклад в развитие физики лазеров и квантовой электроники, плодотворную научно-исследовательскую работу и в связи с 75-летием со дня рождения[14]
N. G. Basov, K. A. Brueckner (Editor-in-Chief), S. W. Haan, C. Yamanaka. Inertial Confinement Fusion, 1992, ISBN 0-88318-925-9. Research Trends in Physics Series founded by V. Alexander Stefan and published by the American Institute of Physics Press (presently Springer, New York)
V. Stefan and N. G. Basov (Editors). Semiconductor Science and Technology, Volume 1. Semiconductor Lasers. (Stefan University Press Series on Frontiers in Science and Technology) (Paperback). 1999. ISBN 1-889545-11-2
V. Stefan and N. G. Basov (Editors). Semiconductor Science and Technology, Volume 2: Quantum Dots and Quantum Wells. (Stefan University Press Series on Frontiers in Science and Technology) (Paperback). 1999. ISBN 1-889545-12-0
↑Попов П.Басов Николай Геннадьевич // Воронежцы: знаменитые биографии в истории края / редактор составитель Ю. Л. Полевой. — Воронеж: Издательский дом «Кварта», 2007. — С. 408. — 520 с. — ISBN 978-5-89609-105-9.
↑Басов, Николай Геннадиевич. Молекулярный генератор : Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора физико-математических наук / Академия наук СССР. Физический институт им. П. Н. Лебедева. — М., 1956. — 10 с.
Николай Геннадиевич Басов / РАН; Сост. И. Г. Бебих и др.; Авт. вступ. ст. Ю. М. Попов и др. — 2-е изд. — М.: Наука, 1993. — 264 с. — (Материалы к биобиблиографии ученых. Серия физики; Вып. 37). — 500 экз. — ISBN 5-02-007014-9.
Храмов Ю. А. Басов Николай Геннадиевич // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 26. — 400 с. — 200 000 экз.