Николай Николаевич мужественно боролся со смертью. Он упорно отказывался принимать обезболивающие средства, чтобы не впасть в забытье, чтобы работать, невзирая на сильную боль, до самого последнего вздоха.
30 июля 1944 г. в 12 часов дня Н. Н. Поликарпова не стало.
31 июля 1944 г. Совет Народных Комиссаров Союза ССР и Центральный Комитет ВКП(б) с глубоким прискорбием известили о смерти выдающегося конструктора по самолетостроению Героя Социалистического Труда Николая Николаевича Поликарпова и выразили соболезнование семье покойного.
Совет Народных Комиссаров Союза ССР постановил:
В некрологе, подписанном руководителями авиационной промышленности, говорилось:
Похороны выдающегося авиаконструктора состоялись 1 августа 1944 г. на Новодевичьем кладбище. Проститься с Н. Н. Поликарповым пришли сотрудники конструкторских бюро, делегации от наркоматов, ведомств, заводов, научно-исследовательских институтов, представители Советской Армии. Приехали земляки из Ливен и Орла. Отдавая дань глубокого уважения своему создателю, низко над кладбищем в четком строю пролетели его знаменитые самолеты У-2.
В 1947 г. состоялось открытие памятника на могиле Н. Н. Поликарпова. Народный художник СССР, действительный член Академии художеств СССР Сергей Дмитриевич Меркулов положил в основу композиции надгробия образ мифического Икара в момент падения на землю. Одно крыло готово совершить взмах, другое бессильно опущено, на лице застыла гримаса боли, но глаза обращены к голубому бездонному небу.
1 августа 1944 г. Д. Л. Томашевич вступил в должность заместителя главного конструктора завода № 51. Несмотря на личную просьбу Н. Н. Поликарпова, главным его так и не назначили.
После начала массированного обстрела территории Англии ракетами V-1 и V-2 стала очевидной необходимость принятия ответных мер. Было дано указание ускорить разработку отечественного аналога самолета-снаряда V-1.
В начале августа 1944 г. в наркомате Челомей еще рассматривался только как разработчик пульсирующего двигателя. Предполагалось выдать аналогичные задания Микулину и Стечкину. Главным конструктором хотели назначить В. П. Горбунова, потом П. О. Сухого. В. П. Четвериков должен был проектировать стартовые устройства. Однако и Горбунов, и Сухой, и Четвериков под разными предлогами уклонялись от проведения этих работ. Как рассказывал И. В. Четвериков автору этих строк, ракетная техника казалась ему делом далекого будущего, а потому на то время не очень перспективным.
В середине сентября 1944 г. было принято решение об организации на заводе № 51 специализированного КБ по разработке пульсирующих воздушно-реактивных двигателей и самолетов- снарядов с ними. 19 октября В. Н. Челомей был назначен главным конструктором завода. Д. Л. Томашевич курировал авиационную тематику КБ. В конце октября на завод доставили поступивший из Англии некомплектный образец V-1. Недостающие узлы и агрегаты удалось разыскать на бывшем немецком полигоне в Польше. В ноябре на утверждение был представлен эскизный проект отечественной версии немецкого «оружия возмездия» V-1, получившей у нас обозначение 10Х, а разработанный В. Н. Челомеем двигатель к нему — Д-3. С конца 1944 г. начались заводские испытания сначала основных элементов, а затем и всего изделия. Такие высокие темпы говорят о том, что на заводе № 51 и группой Челомея в ЦИАМ уже была проведена большая предварительная проработка снаряда.
Постановлением ГКО № 7350 от 18 января 1945 г. наркомату авиапромышленности поручалось спроектировать, построить и совместно с ЛИИ в феврале-марте испытать самолет-снаряд по типуV-1. Для летных испытаний изделия предусматривалась постройка опытной серии из 100 штук 10Х. В дальнейшем предполагалось довести суточное производство до 15 ракет. Летные испытания начались 20 марта 1945 г. По их результатам рекомендовано принять 10Х на вооружение. Затем последовали крылатые ракеты 14Х, 16Х и другие.
19 февраля 1953 г. постановлением правительства ОКБ и завод № 51 передавались в ОКБ-155 (А. И. Микояна) и становились его филиалом. Группа Челомея переводилась на другое предприятие.
После воссоздания ОКБ П. О. Сухого специальным постановлением от 26 октября 1953 г. ему в качестве опытной производственной базы был назначен завод № 51. Вся последующая яркая творческая деятельность П. О. Сухого связана с этим заводом, ныне носящим его имя. На предприятии долгое время работали инженеры и конструкторы из ОКБ Н. Н. Поликарпова.
В 1959 г. организация, которой руководил В. Н. Челомей, резко сменила тематику и стала заниматься созданием баллистических ракет и космической техники. К числу известных разработок этого периода относятся ракета-носитель «Протон», космические станции типа «Салют».
Практику работы в конструкторском бюро Н. Н. Поликарпова прошли многие генеральные и главные конструкторы, видные деятели науки и техники. В их числе М. Р. Бисноват, А. Г. Брунов, М. И. Гуревич, Н. Г. Зырин, С. А. Кочеригин, В. В. Никитин, Н. З. Матюк, А. И. Микоян, А. В. Потопалов, В. С. Пышнов, Н. С. Строев, В. К. Таиров, М. К. Тихонравов, Д. Л. Томашевич, П. В. Флеров, С. Н. Шишкин, М. К. Янгель, В. П. Яценко.
Памятники и мемориальные доски в честь Н. Н. Поликарпова есть в Ливнах, Орле, Санкт-Петербурге, Москве. Его именем названы улицы этих городов, одна из горных вершин Памира. В Орловской области строится новый поселок Поликарпов. С мая 1983 г. плавает сухогрузный теплоход «Авиаконструктор Поликарпов» класса «река-море».