Родился в Нижнем Новгороде в семье приказчика. 
Трудовую деятельность начал в 1915 году учеником электротехника в Нижнем Новгороде, затем работал конторщиком.
После окончания в 1917 году реального училища служил охранником на заводе взрывчатых веществ на станции Растяпино (ныне г. Дзержинск), с лета 1918 года - заместителем председателя ЧК на железнодорожной станции Нижний Новгород.
С декабря 1919 года - начальник сектора оперативной части по транспорту Особого отдела Туркестанского фронта, а после его ликвидации в 1921 году - начальник транспортной ЧК Туркестанского округа.
После окончания Гражданской войны, в 1922 году был отозван в Москву и включён в правление треста электропромышленности в Высшем Совете Народного Хозяйства (ВСНХ) РСФСР и СССР.
1927-1931 - директор Московского электролампового завода им. В.В. Куйбышева (МЭЛЗ).

С 1931 года – председатель Исполнительного комитета Московского городского Совета.

С февраля 1934 года - кандидат в члены, а с октября 1937 года - член Центрального Комитета ВКП (б).
С июля 1937 по октябрь 1938 года - председатель Совета Народных Комиссаров РСФСР, одновременно с января 1938 года - председатель Комиссии по иностранным делам Совета национальностей Верховного Совета СССР.

С сентября 1938 по май 1944 года - заместитель председателя Совета Народных Комиссаров СССР. Одновременно с сентября 1938 по апрель 1940 и с октября 1940 по май 1945 года занимал пост председателя правления Государственного банка СССР.
С началом Великой Отечественной войны был направлен в действующую армию. Являлся членом Военного совета Западного, 2-го Прибалтийского, 1-го Белорусского фронтов.
В ноябре 1944 года был назначен заместителем Наркома обороны СССР и членом Государственного Комитета Обороны СССР, с марта 1946 года - заместитель министра Вооружённых Сил СССР.

1947-1949 - министр Вооружённых Сил СССР и заместитель Председателя Совета Министров СССР.
Маршал Советского Союза (02.11.1947).
С марта 1949 года - заместитель Председателя Совета Министров СССР.
После смерти И.В. Сталина стал первым заместителем Председателя Совета Министров СССР и Министром обороны СССР. В феврале 1955 года назначен Председателем Совета Министров СССР.
Звание Героя Социалистического Труда присвоено 10 июня 1955 года.
В 1957 году Булганин вошёл в состав так называемой «антипартийной группы Молотова - Кагановича - Маленкова», выступившей против политики Н.С. Хрущёва. В марте 1958 года был освобождён от должности Председателя Совета Министров СССР и назначен председателем правления Государственного банка СССР (в 3-й раз), с августа 1958 года - председателем Ставропольского совета народного хозяйства. В сентябре 1958 года Булганина вывели из состава Президиума ЦК КПСС.

Лишён воинского звания Маршала Советского Союза и понижен в звании до генерал-полковника (26.11.1958). С февраля 1960 года на пенсии.
Депутат Верховного Совета СССР 1-5-го созывов (1937-1958).
Жил и умер на подмосковной даче, похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище.
Награды: ордена Ленина (13.04.1931, 10.06.1955); Красного Знамени (28.07.1943); Суворова 1-й степени (1945); Кутузова 1-й степени (28.09.1943, 29.07.1944); Суворова 2-й степени (09.06.1943); Красной Звезды (13.05.1935, 21.08.1953).