Металловед, доктор технических наук (1942), профессор (1935). Работал в Липецком совнархозе (1919-1920); в Главсельмаше ВСНХ РСФСР и в Народном комиссариате земледелия РСФСР (1921-1923); в Лаборатории испытания материалов Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева (1924-1930); в Автотракторном институте, в Центральной заводской лаборатории Горьковского автозавода и в Металловедческой лаборатории автозавода им. И.В. Сталина (1932-1936). Преподавал в Московском автодорожном институте и Московском институте механизации и электрификации сельского хозяйства (1938-1964). Провел испытания более четырех тысяч металлических деталей сельскохозяйственных машин и тракторов.
Среди трудов учёного:
"О материалах рабочих деталей, тракторных плугов" (1926), "Металлография и термическая обработка стали и чугуна" (1931), "Металлография и термическая обработка" (1933), "Материалы и термообработка частей сельскохозяйственных машин, автомобилей и тракторов" (1938), "Величина зерна и свойства стали" (1943), автор учебника "Металловедение и термическая обработка" (1947); подготовил к изданию 20 плакатов "Термическая обработка металлов" (1959) и др.
С 1957 г. работал также в журнале "Новые книги за рубежом", автор статей о новых книгах по металловедению.
Скончался Н.Ф. Болховитинов 15 мая 1964 года, похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище (6 уч. 5 ряд). Рядом с ним похоронены:
Болховитинова Лидия Ильинична (1896-1971) - его жена; его сын, историк-американист
Н.Н. Болховитинов;
Болховитинова Людмила Антоновна (1929-2016) - жена сына;
Болховитинова Елена Николаевна (1925-1996) - дочь Н.Ф. Болховитинова, металловед.
