Старший – Николай – проявляет серьезный интерес к математическим наукам; отец берет для него книги в университетской библиотеке. Уже с 14 лет Н. Н. Боголюбов принимает участие в университетских семинарах по математической физике у академика Н. А. Граве, в пятнадцать – пишет свою первую научную работу, в двадцать один – становится доктором математических наук. Его учителем является академик Николай Митрофанович Крылов, внесший значительный вклад в развитие физики, механики, судостроения. В 1928 году отец Н. Н. Боголюбова протоиерей Николай был арестован и после тюремного срока умер в Нижнем Новгороде .