В 1925 году семья перебралась в Москву. Жили в коммуналке в Токмаковом переулке, недалеко от площади Разгуляй (дом не сохранился). Первые семь классов Никулин учился в образцовой школе № 349, где частыми гостями были известные писатели, в частности, Аркадий Гайдар. В восьмом классе перешёл в среднюю школу № 346. 18 ноября 1939 года, после окончания средней школы, в возрасте неполных 18-ти лет был призван в Красную армию и направлен в шестую батарею второго дивизиона 115-го зенитно-артиллерийского полка. Во время советско-финской войны эта зенитная батарея находилась под Сестрорецком и охраняла воздушные подступы к Ленинграду. В Великую Отечественную войну воевал под Ленинградом сначала в том же полку, весной 1943 года после контузии и лечения в госпитале был переведён в 72-й отдельный зенитный артиллерийский дивизион на должность командира отделения разведки, позднее там же стал помощником командира взвода Победу встретил в Курляндии; ещё год служил на территории Восточной Пруссии, был демобилизован 18 мая 1946 года в звании старшего сержанта. За время войны был награждён медалями «За отвагу» (первоначально был представлен к ордену Славы III степени), «За оборону Ленинграда» и «За победу над Германией».
После окончания войны пытался поступить во ВГИК, куда его не приняли, так как председатель комиссии Сергей Юткевич не обнаружил в нём актёрских способностей. После провала хотел поступить в ГИТИС на театральный факультет. Но председатель комиссии С. Гушанский также не нашёл в молодом человеке актёрских задатков. В конце концов поступил в школу-студию разговорных жанров при Московском цирке на Цветном бульваре и окончил учебное заведение в 1948 году. Первое выступление на манеже состоялось 25 октября 1948 года в паре с Борисом Романовым в репризе «Натурщик и халтурщик». Затем стал работать ассистентом вместе с популярным тогда клоуном Карандашом. Работая у него, познакомился с Михаилом Шуйдиным. Вместе с Карандашом, сам актёр и Шуйдин неоднократно ездили на гастроли по стране и набирались циркового опыта. Проработав с Карандашом два с половиной года, в 1950 году Шуйдин и сам актёр вместе ушли от него из-за рабочего конфликта. Начав работать самостоятельно, составили знаменитый клоунский дуэт Никулин и Шуйдин, хотя по характеру артисты были совершенно разные.
Дебютировал в кино в 1958 году в эпизодической роли пиротехника в фильме «Девушка с гитарой».
Автор книги «Почти серьёзно…» (1979).
Перестал выступать в цирке, когда ему исполнилось 60 лет, в 1981 году, и перешёл на должность главного режиссёра цирка на Цветном бульваре. С 1982 года — директор и художественный руководитель Московского цирка на Цветном бульваре. При нём для цирка было построено полностью новое здание, открытие которого произошло 29 сентября 1989 года. Всего проработал в цирке около 50 лет.
В середине 1990-х гг. был членом редакционной коллегии журнала «Огонёк».
С 1992 года — председатель правления Фонда Мира.
Всего за долгие годы творческой деятельности артист сыграл более тридцати ролей в фильмах
