Родился 9 (21) декабря 1897 года в деревне Беззубово ныне Ногинского района Московской области. Детство и юность провёл в Рязани. В 1915-1916 учился в Петроградском лесном институте.

В армии с 1916. В 1917 окончил Александровское пехотное училище в Москве. Участник гражданской войны в составе 25-й стрелковой дивизии (Восточный фронт). В 1921 окончил Московскую аэрофотограмметрическую школу, работал в ней преподавателем. В 1930-1935 - преподаватель, начальник кафедры аэронавигации Военно-воздушной академии имени Н.Е.Жуковского. В 1936 экстерном окончил Качинскую военную авиационную школу лётчиков.

20-22 июля 1936 года на самолёте АНТ-25 в качестве штурмана (командир - В.П.Чкалов, второй пилот - Г.Ф.Байдуков) совершил беспосадочный перелёт из Москвы через Северный Ледовитый океан и Петропавловск-Камчатский на остров Удд (ныне - остров Чкалов, в устье Амура) протяжённостью 9374 км (полётное время - 56 часов 20 минут).

За выполнение перелёта и проявленные при этом мужество и героизм 24.07.1936 присвоено звание Героя Советского Союза.

18-20 июня 1937 года на самолёте АНТ-25 в качестве штурмана (командир - В.П.Чкалов, второй пилот - Г.Ф.Байдуков) совершил беспосадочный перелёт Москва - Северный полюс - Ванкувер (США) протяжённостью 8504 км по прямой (полётное время - 63 часа 16 минут).

В 1936-1939 - флаг-штурман Авиации особого назначения (АОН), в 1939-1940 - флаг-штурман ВВС РККА. С 1940 - заместитель начальника Военно-воздушной академии (Монино), затем - начальник Рязанской высшей школы штурманов ВВС.

Участник Великой Отечественной войны: в 1945 принимал участие в Берлинской операции в должности главного штурмана 16-й воздушной армии.

В 1945-1960 - начальник штурманского факультета Военно-воздушной академии (ныне - имени Ю.А.Гагарина). С 1960 - в отставке.

С 1960 - профессор Московского физико-технического института, возглавлял военную кафедру. Автор многих научных трудов по аэронавигации.

Жил в Москве. Умер 28 ноября 1982 года. Похоронен в Москве, на Новодевичьем кладбище.

Генерал-лейтенант авиации (1943), доктор географических наук (1938). Награждён 2 орденами Ленина, 3 орденами Красного Знамени, орденом Отечественной войны 1-й степени, 2 орденами Трудового Красного Знамени, 3 орденами Красной Звезды, медалями.

Его именем названы остров в Охотском море, улицы в Москве и других городах.