17 февраля 1859 года в семье отставного офицера русской армии, участника Бородинского сражения 1812 г., живущего в Одессе, родился сын Николай. По окончании одесской гимназии Н.Ф.Гамалея поступил в Новороссийский университет, на естественное отделение физико-математического факультета. Там его учителями были всемирно известные ученые И.И.Мечников, А.О.Ковалевский. Увлечение медициной привело молодого выпускника университета в Военно-медицинскую академию в Петербурге, которую он в 1883 г. успешно окончил, получив звание «лекаря с отличием». Вернувшись в свой родной город, молодой врач стал работать ординатором в больнице. Этот период жизни был решающим в определении его научных интересов. Внимание Н.Ф.Гамалеи привлекла бактериология - наука, которая в то время делала свои первые шаги. Работал он в этой области вместе с И.И.Мечниковым. Учитель и ученик прекрасно дополняли друг друга: один был выдающимся биологом, другой - талантливым врачом.

В 1855 г. французский ученый Пастер впервые применил на практике разработанный им способ предупреждения бешенства с помощью прививок (вакцины против бешенства). Молодому медику Гамалее представилась возможность проявить свои неординарные способности. Весной 1886 г. Одесское общество врачей по рекомендаци Мечникова командировало Н.Ф. Гамалею в Париж к Пастеру. Российскому ученому предстояло изучить метод вакцинации (прививок) против бешенства и внедрить практику таких прививок в России. Кроме того, общество решило создать в Одессе специальную бактериологическую станцию, где производились бы прививки против заразных болезней и изучались основные вопросы бактериологической науки. В июне 1886 г. Одесская бактериологическая станция начала свою работу. Возглавил ее Мечников, заместителем стал Гамалея.

Дом в Одессе, на улице Льва Толстого, 6, в котором располагалась

открытая Гамалеей и Мечниковым бактериологическая станция

Станция быстро зарекомендовала себя как выдающееся научно-практическое учреждение, ее деятельность сыгралаважную роль в борьбе за передовую науку. Вслед за Одессой к 1888 г. были открыты бактериологические станции всеми городах России. Именно в эти годы (1886 – 1888) Гамалея написал серию классических работ по изучению бешенства, в которых содержались важные дополнения к пастеровскому методу прививок. Ученый доказал, что прививки от бешенства спасают жизнь только в том случае, если возбудитель болезни еще не проник в центральную нервную систему. Поэтому укушенный бешеным животным должен как можно скорее сделать прививку. Становилось понятным, почему иногда, несмотря на лечение, люди погибали. Объяснение русского ученого обезоруживало врагов пастеровского метода, заявивших о бесполезности и даже вредности этого метода.

Когда в 1888 г. в Париже было создано крупнейшее в мире научное бактериологическое учреждение – Пастеровский институт, его основатель пригласил на работу Мечникова и Гамалею. В том же году Николай Федорович уехал в Париж. Сначала он работал у самого Пастера, а затем у известных микробиологов Бушара и Страуса. К этому времени относится ряд его работ по изучению процессов разрушения микробов в организме человека и животного. Он произвел множество наблюдений, проанализировал и сопоставил факты, изучил труды других ученых и, наконец, пришел к твердому убеждению, что заразная болезнь является результатом действия ядов бактерий. Это важное для медицины положение он обосновал в изданной в 1893 г. книге «Бактерийные яды». Стало понятно, что всякая заразная болезнь имеет собственные особенности, потому что каждый вид болезнетворных микробов вырабатывает свой яд – токсин. В 1898 г. Гамалея открыл особые вещества, благодаря которым в организме происходит разрушение микробов, и назвал эти вещества бактериомезинами.

В 1892 г. ученый вернулся на родину. В Военно-медицинской академии Петербурга он организовал лабораторию, где стал заниматься исследованиями по изменчивости организмов и защитил диссертацию на степень доктора медицины. Вскоре Николай Федорович погрузился в напряженную работу по борьбе с чумой и холерой — эпидемии этих опаснейших болезней то и дело вспыхивали в царской России. Изучив причины распространения холеры, он предложил обширный план борьбы с ней и научно обосновал необходимость применения срочных мер для улучшения санитарного состояния городов и сел.

Гамалея вошел в историю эпидемиологии как выдающийся исследователь и борец с чумой. В 1902 г. во время эпидемии в Одессе ученый доказал, что именно черные крысы, которых он назвал пароходными, распространяют чуму в портовых городах. Впервые в стране для борьбы с грызунами был организован большой отряд медицинских работников, руководство над ними взял на себя сам Гамалея. Это был первый опыт по применению комплексных мер по борьбе с грызунами в большом городе во время чумной эпидемии.

В 1904 г. ученый высказал новую тогда мысль о противоэпидемической службе в армии и предложил грандиозную программу работ по борьбе с заразными болезнями, выдвинув идею создания специальных бактериологических отрядов, которые работали бы на фронте и в прифронтовых районах.

Круг вопросов, которыми занимался Николай Федорович, был необычайно широк. Он вел борьбу с бешенством, с сибирской язвой, с чумой, с холерой, с туберкулезом. Кропотливо изучал каждую болезнь, находил и предлагал новые способы борьбы с ней. Ученый разработал оригинальную теорию происхождения раковых заболеваний и первый выдвинул идею вирусного происхождения рака. Его заслуженно считают одним из основоположников учения о дезинфекции. В течение 1910 - 1913 гг. он издавал и редактировал первый русский журнал «Гигиена и санитария». Гамалея, как и другие врачи, понимал, что в борьбе с заразными болезнями главную роль играет профилактика.

После Октябрьской революции ученый безоговорочно встал на сторону молодой республики и принял активное участие в проведении важнейших мероприятий по здравоохранению. В истощенной войнами России свирепствовал сыпной тиф, нависла угроза эпидемии оспы. По его инициативе было введено всеобщее оспопрививание в Петрограде и окружающих губерниях, а с 1919 г. и по всей России.

С1938 г. и до конца жизни Гамалея работал профессором кафедры микробиологии 2-го Медицинского института, а с 1939 г. заведовал лабораторией в Научно-исследовательском институте эпидемиологии и микробиологии Академии наук.

На советский период жизни ученого приходится большое число важных работ по иммунологии, фильтрующим вирусам, туберкулезу.

Гамалея умер 29 марта 1949 г. Правительство приняло специальное постановление об увековечивании памяти почетного академика. Научно-исследовательскому институту эпидемиологии и микробиологии, где Н.Ф.Гамалея проработал много лет, было присвоено его имя.