Nicolae Simionescu s-a născut la București, pe 27 iunie 1926. Și-a efectuat studiile universitare în Capitală, continuându-și specializarea în biologie celulară și moleculară în Belgia, Franța și SUA. În 1966, a obținut titlul de doctor în medicină. A fost, pe rând, cadru universitar la Facultatea de Medicină din București, consultant la Clinica chirurgicală a Spitalului "Bernat Andrei", cercetător și șef al Secției Morfologie și Patologie din cadrul Institutului de Endocrinologie din București. A predat la universități din SUA și Canada. A introdus în biologia celulară termenul și conceptul de "transcitoză" și "transcitoză mediată de receptor"; a descoperit "microdomeniile biochimic diferențiate" ale suprafeței celulei endoteliale; a descoperit proteinele care leagă albumina în membrana diferitelor celule. A scris lucrări, cursuri, manuale. A inițiat, împreună cu Maya Simionescu, Institutul de Biologie și Patologie Celulară. Pe 18 decembrie 1991, a fost ales membru titular al Academiei Române. S-a stins din viață pe 6 februarie 1995.
