В первый класс Коля Басов пошёл в воронежскую школу № 1 (ныне МБОУ СОШ № 11 им. А.С. Пушкина), где он проучился восемь лет. Затем была школа № 13, которую он закончил в 1941 году.

Класс, в котором учился Коля, неофициально называли «математический». Ребята подобрались одаренные, пытливые, мечтающие принести пользу своей стране. В 10-м классе, незадолго до выпуска, одноклассники писали пожелания на школьных фотографиях. На обороте снимка 10-го «Б» класса сохранилась надпись: «Самый умный мальчик нашего класса – академик Коля Басов». Они оказались провидцами.

Отличник учебы Николай Басов проявлял неординарные способности, занимался в кружке юных техников, его работы завоёвы­вали различные призы и грамоты и выставлялись даже на ВДНХ.

У ученика 6‑го класса Коли Басова появляются первые «серьёзные» книги по физике. Уже в 9 классе он будет зачитываться книгой Альберта Эйнштейна, которую возьмёт с собой, уходя на фронт, и не расстанется с ней вплоть до самой Победы. (А. Боровик)

С чего начался мой путь в науку? Наверное, с тех пор, когда я ещё в школе по‑настоящему увлёкся физикой. Я много читал о теории относительности, о квантовой теории. Уже тогда я понимал, что именно в физике надо ждать огромных открытий: теория относительности, квантовая механика и мир атомного ядра – всё это предвещало бурный рост этой науки. Было уже открыто деление ядра урана, доказана возможность протекания цепной ядерной реакции, выделен чистый уран, синтезирован первый трансурановый элемент – нептуний. Виднейшие учёные-физики под руководством Э. Ферми осуществили цепную ядерную реакцию в первом ядерном реакторе. (Н. Г. Басов)

Окончание Николаем Басовым школы совпало с началом Великой Отечественной войны. В 1941 году Николай был призван в армию и направлен вКуйбышевскую военно-медицинскую академию, в 1942 году переведён в Киевское военно-медицинское училище, эвакуированное в Свердловск.

По окончании училища в 1943 году Николаю присвоили звание лейтенанта, вручили диплом и коробку с набором хирургических инструментов и отправили на фронт. Николай Басов служил ассистентом врача в батальоне химической защиты в составе 1‑го Украинского фронта. (А. Боровик)

Оба сына профессора Геннадия Фёдоровича Басова – Николай и Владимир сражались на фронте. Владимир был стрелком-радистом. Летал он на самолёте Ил-2, где его тяжело ранило. Вернулся домой инвалидом.

Лейтенант Николай Басов вернулся домой в Воронеж в конце 1945 года. Не тратя попусту времени, вместе с отцом он съездил в Усмань. Там в конце войны умерла горячо любимая им тётя Таисья Фёдоровна. Побывали на кладбище, где она похоронена вместе со своим отцом Фёдором Степановичем.

Для демобилизованного лейтенанта медицинской службы Николая Басова началась новая, но уже теперь мирная жизнь. Нужно было наверстать упущенное. Он подготовился и успешно сдал вступительные экзамены в Московский инженерно-физический институт. (А. Боровик)

После войны я поступил на инженернофизический факультет Московского механического института. Так в те годы назывался нынешний МИФИ – Московский инженернофизический институт. Может быть, если бы не война, я стал бы учиться в Воронежском университете, но война изменила мои планы. (Н. Г. Басов)

Николай Геннадиевич мне рассказывал, как он попал в институт – увидев из трамвая объявление о внеочередном наборе в Московский механический институт (так тогда назывался МИФИ) для тех, кто только что демобилизовался с фронта. Николай Геннадиевич очень любил свой институт, для него МИФИ был родным домом. (О. Н. Крохин)

Зимой 1946 года открылся новый факультет в Московском механическом институте – инженерно-физический. Позже он стал называться факультетом теоретической и экспериментальной физики, а институт – инженерно-физическим, сокращённо МИФИ.

Здесь мы и познакомились с Николаем Геннадиевичем. Это произошло ещё даже до начала занятий. Мне, как абитуриентке, поручили вести какой‑то список, и вот подходит молодой человек в офицерском кителе и называет свою фамилию – Басов. Помню, я как‑то даже немного встрепенулась, потому что моя бабушка тоже была Басова. (К. Т. Басова)

Мы учились на одном курсе. Он – после демобилизации, после фронта, я – после школы. Лекции нам читали самые знаменитые учёные: академики Игорь Евгеньевич Тамм, Лев Андреевич Арцимович, Исаак Константинович Кикоин, Михаил Александрович Леонтович. Много других замечательных имён можно было бы назвать.

А студенты были в основном фронтовики. Конечно, им было очень трудно после перерыва в учёбе, но только не Басову. Я замечала, что, записывая лекции, он часто опережал самого лектора и вопросы задавал очень сложные. Повидимому, физика и математика всегда были в его голове, и когда в начале войны он был призван в военно-медицинскую академию, и когда служил фельдшером в армии – вплоть до конца войны.

После занятий почти всегда он ждал меня, и мы отправлялись пешком гулять по Москве. Не знаю даже, когда находилось время постигать науки у него, да и у меня тоже.

Наша студенческая жизнь очень хорошо отражена в стихотворении, которое подарил Николаю Геннадиевичу его студент гораздо позже, через 30 лет, но в нём всё так, как было тогда, когда учились мы.

Прекрасная осень!
Краса за окном.
Посмотришь – душа залюбуется.
Но мы не глядим. Интегралы берём.
Ведь время – оно не квантуется.

(К. Т. Басова)

Любознательный, думающий и усидчивый студент Николай Басов понравился Леонтовичу. Между ними установились тёплые взаимоотношения.

На всю жизнь Леонтович останется для Басова настоящим и большим требовательным учителем. О годах учёбы он будет отзываться так: «Я счастливый человек. Мне крепко повезло в жизни и посчастливилось слушать лекции целого созвездия великих учёных нашей страны, чьи имена с великим уважением называют не только у нас, но и за границей. Особенно глубоко признателен моему любимому учителю Михаилу Александровичу Леонтовичу, поверившему в меня и научившему работать в лаборатории, успешно совмещая теорию с научным экспериментом». (А. Боровик)

Студенческие годы для Басова были очень тяжёлыми. Жил в общежитии, которым служил огромный цех бывшего завода. Спали на цементных фундаментах снятых станков. В таком общежитии было холоднее, чем на улице, а поэтому прямо тут же разжигали костры и грелись. Стипендии не хватало, и на подработку студенты ходили разгружать вагоны.

Все трудности скрашивала учёба. В институте работали светила с мировыми именами: Игорь Евгеньевич Тамм, Лев Андреевич Арцимович, Исаак Константинович Кикоин, крупный радиофизик, награждённый золотой медалью имени А. С. Попова, Михаил Александрович Леонтович, Михаил Дмитриевич Миллионщиков и Евгений Львович Фейнберг, вскоре все ставшие академиками. (А. Боровик)

Мы, студенты тех лет, с огромнейшим интересом следили за выдающимися открытиями и достижениями современной физики. Меня увлекала и восхищала эта наука. От законов Ньютона и Максвелла, открытий Рентгена и теорий Эйнштейна до современных теорий расщепления атомного ядра. (Н. Г. Басов)

Уже будучи студентом, я стал работать лаборантом в Физическом институте имени П. Н. Лебедева Академии наук. Туда меня пригласил известный учёный-физик академик Михаил Александрович Леонтович. Затем я стал инженером в Лаборатории колебаний, заведовал которой Александр Михайлович Прохоров. Впоследствии нас с ним связало немало совместных исследований. (Н. Г. Басов)

Я пришёл в ФИАН в 1948 году, через несколько лет после войны, и не почувствовал, что здесь ведутся какие‑либо военные исследования. Все наши помыслы были направлены на то, чтобы овладеть физикой в полном объёме, чтобы строить наше народное хозяйство. Если говорить о мазерах и о лазерах, то, конечно, сантиметровые волны, применяемые в радиолокации, были детищем войны. Радиотехника и радиофизика были широко представлены у нас в лаборатории: с одной стороны, развивалась радиоастрономия, с другой – радиоспектроскопия. Но мы занимались ими без какой‑либо связи с военными исследованиями. (Н. Г. Басов)

В это время в ФИАНе под руководством Александра Михайловича Прохорова шла работа по изучению синхротронного излучения в маленьком синхротроне. А. М. Прохоров предложил мне запустить этот синхротрон в режиме кратного резонанса, т. е. когда частота возбуждающего поля в целое число (4–6) раз превышает частоту обращения частиц. Для того чтобы регистрировать излучение, была создана аппаратура для приёма сантиметровых волн.

Одновременно с этой работой академик С. И. Вавилов, директор ФИАНа, поручил А. М. Прохорову заниматься радиоспектроскопией. Мы строили радиоспектроскопы, организовали семинар в группе Прохорова, изучали теорию и эксперимент радиоспектроскопии. (Н. Г. Басов)