Николай Захарович Матюк родился в семье крестьянина-бедняка села Лешно Оршанского уезда Могилёвской губернии (ныне Витебской области Республики Беларусь). В 1914 г. его отец в поисках работы перевёз семью в г. Демидов Смоленской области. Там будущий авиастроитель в 1923 года, окончил начальную школу и стал работать с отцом по найму, а через 3 года поступил на рабфак, который успешно окончил в 1929 году.
В этом же году Николай Матюк поступил на механический факультет в Московское высшее техническое училище (МВТУ), которое в марте 1930 г. разделилось на пять самостоятельных высших технических училищ, в том числе и высшее аэромеханическое (с 20 августа 1930 г. - Московский авиационный институт - МАИ).
Ещё студентом МАИ, в 1933 года, приступил к работе в конструкторском бюро (КБ) известного авиаконструктора Н.Н. Поликарпова, где по окончании института и продолжил трудиться. В должностях инженера и начальника аэродинамического сектора участвовал в расчётах конструкций самолётов И-17, И-153 «Чайка», ВИТ-2, И-180, И-190, а также последних модификаций И-15 и И-16.
8 декабря 1939 года был утверждён новый опытно-конструкторский отдел (ОКО), в который вошел ряд работников КБ Поликарпова, в том числе Н.З. Матюк. Возглавили этот отдел А.И. Микоян и М.И. Гуревич. Перед войной Матюк участвовал в проектировании самолёта И-200, поступившего на вооружение под маркой МиГ-1. По своей скорости 628 км/час он являлся лучшим из отечественных опытных самолетов и не уступал однотипным иностранным самолетам на высотах выше 5000 метров. Чуть позже при непосредственном участии Н.З. Матюка была создана модификация истребителя - МиГ-3.
После войны активно участвовал в создании МиГ-9 - первого советского реактивного истребителя. В 50-х годах под его практическим руководством были созданы семейства истребителей-перехватчиков (И-7К, И-75, И-75Ф и Е-150) для первых автоматизированных систем ПВО «Ураган-1», «Ураган-5», ракета «воздух - воздух» средней дальности.
За участие в создании самолетов МиГ-15, МиГ-17, МиГ- 19, МиГ-21 ему были присуждены две Государственные премии (1949 и 1952 г.). Через год он стал лауреатом третьей Государственной премии - за личное участие в компоновке и отработке аэродинамических схем беспилотных летательных аппаратов.
Однако эти системы впоследствии по разным причинам не были приняты на вооружение, а отдельные их элементы широко применялись при разработке последующих авиационных комплексов.
В 1957 года Н.З. Матюк назначили главным конструктором Опытно-конструкторского бюро №155 - «ОКБ имени А.И. Микояна».
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 12 июля 1957 года за большие успехи в создании авиационной техники Матюку Николаю Захаровичу присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали «Серп и Молот».
В конце 1950-х годов возглавил работы по созданию самолёта МиГ-25. В 1968-1971 годах были закончены основные этапы создания этого уникального самолёта, и его приняли на вооружение не только в СССР, но и многие годы он являлся основой ВВС многих зарубежных стран. Создание этих истребителей стало технологическим прорывом всего авиапрома Советского Союза, который позволил перейти от клепальной дюралевой конструкции и высокоавтоматизированной сварной крупногабаритной конструкции из нержавеющих сталей, внедрил применение станков с цифровым управлением, новые материалы и технологии их обработки и т. д.
При создании МиГ-25 коллективом под руководством Н.З. Матюка был решён ряд других сложных технических задач. Например, преодолен «тепловой» барьер, достигнута скорость полёта до 3000 км/час, внедрена бортовая вычислительная машина, инерциальная навигационная система полёта: реализован высокий уровень автоматизации полёта.
На МиГ-25 было установлено 39 мировых рекордов, в том числе ряд абсолютных. Часть рекордов действует и по настоящее время. Н.З. Матюк в ходе работ по этому самолету координировал работу многих смежных конструкторских и научно-исследовательских организаций различных отраслей промышленности СССР. В 1966 году ему присвоена степень доктора технических наук, а в 1972 г. - Ленинская премия за создание МиГ-25.
В середине 70-х годов Николай Захарович возглавлял создание самолёта с кардинально новыми лётно-техническими характеристиками. Была проведена гигантская работа по формированию идеологии, компоновки и облика самолёта, а также разработаны и защищены аван- и эскизный проекты машины и её систем. Но этот уникальный, не имеющий аналогов в мире проект не был реализован из-за изменившейся политической и экономической ситуации в стране.
В 1990-х годах - главный конструктор государственного унитарного предприятия «Российская самолётостроительная корпорация «МиГ»». В эти годы Н.З. Матюк руководил работами по созданию многоцелевого транспортного самолета МиГ-110. В 1997 году главным конструктором - директором программы МиГ-110 был назначен Л.Г. Шенгелая, а Матюк стал его заместителем. Работал в конструкторском бюро до последних дней. На рубеже XX и XXI столетий он был единственным действующим главным конструктором из первого поколения авиаконструкторов.
27 декабря 1999 года Н.З. Матюка наградили орденом «За заслуги перед Отечеством» 4-й степени, который ему вручил президент Российской Федерации В.В. Путин. Он также удостоен 3 орденов Ленина (12.07.1957; 03.04.1975; 23.07.1981), ордена Октябрьской Революции (26.04.1971), 3 орденов Трудового Красного Знамени (02.07.1945; 20.04.1956), ордена Красной Звезды (31.12.1940) и ряда медалей.
Умер Н.З. Матюк 12 февраля 2007 года, похоронен в Москве на Троекуровском кладбище.
Николай Захарович Матюк был патриархом отечественного авиастроения. Через его судьбу прошел практически весь путь развития российской авиации - от первых отечественных самолетов-истребителей конструкции Н.Н. Поликарпова до сверхзвуковых «МиГов». За свою долгую жизнь он многое сделал для отечественной авиапромышленности и обороноспособности нашей страны.
