Николай Александрович Бернштейн родился в Москве 5 октября 1896 г.

Его отец был известным российским психиатром, дед Натан Осипович - врачом, физиологом и общественным деятелем. В юношеском возрасте проявились незаурядные способности будущего ученого: музыкальные, лингвистические, литературные, математические, инженерно-конструкторские и др. Он с легкостью изучал иностранные языки, играл на фортепьяно.

Образование Н.А. Берштейн получил в Московском университете.

Сначала он поступил на историко-философский факультет, намереваясь посвятить себя филологии, но с началом Первой мировой войны перевелся на медицинский. Он попал в ускоренный выпуск: на войне нужны были врачи, и студентов, проучившихся четыре года, отправляли на фронт. Однако окончание университета пришлось на 1919 г., когда уже шла гражданская война. Бернштейн был мобилизован в Красную Армию в качестве военврача. После демобилизации в 1920 г. он некоторое время проработал психиатром в клинике В.А. Гиляровского, но вскоре перешел в Центральный институт труда, где возглавил лабораторию биомеханики.

В 1925 г. Бернштейн оставил работу и перешел в Институт психологии, где проблема живого движения вызывала большой интерес. В 1926 г. вышел его капитальный труд «Общая механика».

Главным оппонентом теорий Н.А. Бернштейна был И.П. Павлов.

Изучая проблемы движения, Н.А. Бернштейн уделял большое внимание клинической медицине. Он был прекрасным невропатологом, занимался восстановлением движений при различных заболеваниях и травмах нервной системы. Эти исследования позволили принципиально изменить представление о локализации функций в нервной системе, а также предложить эффективные приемы восстановления нарушенных функций, что оказалось очень важным для лечения раненых в годы Великой Отечественной войны.

В 1947 г. вышла монография Н.А. Бернштейна «О построении движений».

Особое значение в этой теории занимает построение нейрофизиологической и неврологической структуры действий и навыков.

Ученый считал, что в построении движений участвуют все уровни головного мозга. Низший, подкорковый уровень и высший подкорковый уровень. У человека он подчинен кортикальным уровням, но его роль весьма велика. В 1950 г. во время объединенной сессии Академии наук СССР и Академии медицинских наук, известной как Павловская сессия, работы Н.А. Бернштейна были подвергнуты критике за антипавловскую направленность. Сам он вскоре был уволен из институтов и до конца дней уже не имел лабораторной базы для работы. Ученый не отказался от своих работ, а напротив, продолжал развивать собственные идеи. Друзья устроили его работать в реферативном журнале.

Н.А. Бернштейн был реабилитирован в период хрущевской оттепели.

Его модели сразу же стали востребованы физиологами, кабернетиками и психологами. В начале 1960-х гг. он много общался с физиками и математиками, писал в кибернетические издания, выступал с лекциями на семинаре, организованном молодыми математиками, биологами и физиками.

В это время начали формироваться основы того, что впоследствии получило название физиологии активности. В противовес изучению организма в покоящихся состояниях новое направление исследований, считал Н.А. Бернштейн, должно делать упор на активное поведение организма, преодоление им среды, а не приспособление к ней. В середине 1960-х гг. у него обнаружили рак печени. Ученый рассчитал оставшиеся ему немногие годы жизни, оставил лабораторию и занялся дальнейшей разработкой теоретических проблем физиологии активности, биологических аспектов кибернетики, много работал со своими учениками, консультировал лингвистов, математиков, деятелей искусств, физиологов и медиков.

Н.А. Бернштейн умер в 1976 г. Он был разносторонне образованным человеком: работал на стыке психологии и физиологии, его теории посвящены проблемам из еще большего числа областей, его идеи используются в психологии, математике, биологии и физиологии, кибернетике. Изучая уровни построения движений, он пришел к созданию концепции физиологии активности. Его труды послужили примером и основой для творчества таких психологов, как Б.М. Величковский, Ю.Б. Гиппенрейтер, В.П. Зинченко и многих других.