Родился в д. Коротеевка Малоархангельского уезда Орловской губернии. Окончил Московский СХИ (1910) (ныне Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева). Профессор (1925),
академик ВАСХНИЛ (1956). Видный ученый в области племенного животноводства. В 1910 г.,
по окончании института,
был командирован в Швейцарию. По возвращении работал старшим губернским специалистом по животноводству Орловского губернского земства и членом экспертной комиссии Орловской племенной книги (1911–1921); заместителем начальника (1921–1922),
начальником (1922–1923) Управления животноводства Наркомзема РСФСР. Ученый консультант Госплемкультуры (1923–1925). Профессор,
зав. кафедрой частной зоотехнии Белорусского института сельского и лесного хозяйства (1925),
Харьковского зоотехнического института (1925,
1931–1935),
Белоцерковского СХИ (1935–1938). Профессор зоотехнического факультета Азербайджанского политехнического института (1926–1931). Научный консультант по племенному делу в Наркомате совхозов РСФСР и Наркомате совхозов СССР (1938–1943). С 1943 по 1965 г. — заведующий кафедрой крупного животноводства Харьковского зооветеринарного института.
С его именем связано становление и развитие племенного животноводства в стране. Принимал активное участие в создании советского типа симментальского скота. Является разработчиком основополагающих методов племенного дела: совершенствования малопродуктивного неулучшенного скота,
разведения по линиям,
оценки внутрипородных типов,
планирования племенной работы с симментальской породой; планирования и организации племенной работы в отдельных стадах и в целом по стране; определения породности животных.
Имеет 7 золотых и свыше 30 серебряных медалей за племенных животных симментальской породы. Опубликовано более 30 основных научных трудов.
Лит.: Массовое улучшение русского скотоводства (без Сибири и Кавказа). — М.: Жизнь и Знание,
1926. — 191 с.
Основы практики племенного разведения сельскохозяйственных животных. — М.: Кооп. изд-во,
1933. — 136 с.
Академик Н.Д. Потемкин: избр. / редкол.: А.Б. Ружевский (пред.) и др.; вступ. ст. Ю.Д. Рубана. — М.: Колос,
1971. — 311 с.