Сначала Михаил приезжал в Ольхово каждую неделю, работал по хозяйству, но позже стал выпивать и изрядно, напряжение в семье росло. Вскоре стало известно, что у отца появилась другая женщина. Семья развалилась.

Михаил Амосов был отправлен работать в районный центр Шексна, так как его пристрастие к выпивке мешало работе в Череповце. Он пригласил в Шексну жену и сына, но туда же одновременно с ними приехала и его любовница. Все стало явным, скрывать новые отношения уже не было смысла. Взрослые окончательно приняли решение расстаться. После этого отец долго не приезжал к Елизавете и сыну. Все знали: они расходятся. Бабушка, тетки и дяди – сестры и братья Михаила – встали на сторону покинутой жены, поддерживали как могли.

Николай тяжело переживал развод родителей, ведь окончательный разрыв произошел на его глазах. Безусловно, он был на стороне матери, жалел ее. Позже Амосов так писал о тех событиях: «Мама плакала. Днем мы сели в поезд и поехали в Череповец. Это был мой первый поезд. Всю дорогу я простоял у открытого окна и о родителях думал мало. Маму было жалко, но, может, это и хорошо, что он ушел? Мне не повезло с отцом. Простить ему никогда не мог, хотя лично мне он был не нужен: ушел, ну и ладно. Мама же осталась!»

Уйдя из семьи, Михаил Амосов принимал определенное участие в том, чтобы поставить детей от первого брака на ноги, выделил содержание Николаю, когда тот пошел учиться. Мария, которую Михаил удочерил с момента брака с Елизаветой, жила с ним в начале двадцатых годов в Череповце, там заканчивала среднюю школу, и жилось ей непросто. Характер у нее был трудный, а к отчиму приходила любовница, и они устраивали попойки. Мария вспоминала это время с ужасом и отвращением. Можно только представить себе эту атмосферу. Как только в 1924 году Мария поступила в институт, она стала жить самостоятельно.

В новой семье у Михаила Амосова родились два сына. Однако судьба его была печальна – здоровье было расшатано алкоголем и в 1930 он заболел – ослеп. С диагнозом «атрофия зрительного нерва на почве алкоголизма» его лечили в Ленинграде. Поначалу наступило некоторое просветление и он снова начал работать, но в 1931 году Михаил умер, видимо, от болезни сердца. Позже Николай Амосов писал, что мама все отцу простила и очень его жалела.

Возможно, тягостный развод родителей или подсознательный страх матери потерять младшего и болезненного ребенка привели к тому, что детство маленького Николая было необычным для деревни: держался он замкнуто, общался только со своими двоюродными сестрами, да и то редко. Гулять тоже не любил: его чуть ли не силой выгоняли «дышать воздухом», особенно зимой. Амосов впоследствии писал, что это, может быть, и сыграло положительную роль: «Одиночество формировало разум. Теперь говорят о „развивающих играх“, вплоть до компьютерных. У меня не было даже игрушек, разве что глиняная свистулька от приезжих торговцев горшками, продающих с возов».

Так Николай и пошел в школу: одинокий, без друзей, ведь даже соседских детей он видел лишь издали. «Прямо – барчук! Читать-писать не умел. Помню только, что много рисовал, фантазировал». Но школа стала для мальчика событием. Учителей было мало, и одна учительница учила два класса: первый и третий. Амосова посадили со старшими, с третьеклассниками, т. к. первый класс был переполнен и мест там не было. Николай же быстро выучил буквы и стал читать не хуже сидящих рядом третьеклассников. За три месяца он освоил «Робинзона Крузо».

Но поначалу школа ему не нравилась: много шума, ребята все незнакомые, озорничают, контакта ни с кем у Коли не было, даже на переменах он старался не выходить из-за парты. Но к зиме освоился. А в первое школьное лето «барство» окончательно слетело: все дни он проводил с новыми товарищами, бегали босиком, ловили рыбу – в общем, почувствовал все радости деревенских мальчишек вне зависимости от эпохи. Как потом вспоминал Амосов, ничего выдающегося в его деревенском детстве не было – река, лес, луг, игры. Лидером по части забав Коля не был, но его уважали, он хорошо учился. Летом как всегда много работы: сенокос, жатва, молотьба – с момента ухода отца Николай стал главным работником в семье.

Несмотря на детскую активность, Амосов все равно остался неловким, как потом он признавал сам: «Своевременно не были отработаны „двигательные программы“. Не научился плавать, не дрался, плохо играл в городки, в лапту, не умел ездить на велосипеде, танцевать. Всегда ощущал свою неполноценность. Удивляюсь, как это стал хирургом: ручная все-таки работа!»

Когда Амосов пошел во второй класс, открыли новую школу – за километр. Добираться туда было сложнее, но мальчишки воспринимали это как новую игру с приключениями: зимой – метели, сугробы, весной, в половодье – на лодке. Амосов вполне прилично овладел веслами, даже научился грести на байдарке, как он сам признавал, вполне профессионально!

Как уже упоминалось, Амосов учился хорошо, но при общей бедности школы делать это было нелегко – не было учебников, бумаги, а у молоденьких учительниц – умения преподавать. Впрочем, первую учительницу Серафиму Петровну он вспоминал с удовольствием. В четвертый класс Амосов с товарищами пошли учиться в «министерскую» школу на противоположном конце села. Там тоже поначалу не обошлось без трудностей: село было большое, и мальчишки с «того края» дрались с «этим краем». Но Николай уже прочно «был в коллективе», со «своим краем», и подростковые «разборки» не очень мешали школьной жизни.

Скоро все изменилось, неорганизованная вольница закончилась, и в воспитание детей вмешалась партия: в 1924 году был создан отряд пионеров. Наступила очень интересная жизнь, у Амосова появилась первая должность – заместитель вожатого отряда. Как он иронизировал в «Голосах времен»: «Такое хорошее было партийное начало – и не получило продолжения!» Партийная карьера на пионерах и закончилась – ни в комсомоле, ни в партии Амосов не был, хотя его активно агитировали вступать, но он оставался непреклонен – был единственным беспартийным директором института в советские времена.

Общественная работа в школе кипела – сборы отряда, «проработки» нерадивых, походы, стенгазета. Амосов даже участвовал во взрослом драмкружке, а на митинге к седьмой годовщине Октября читал стихи на площади! Во время учебы в школе Амосов организовал школьный кооператив по продаже книг. Идею подал знакомый отца, сам кооператор, коммунист со стажем и бывший эмигрант. Амосов вспоминал, как это было: «Как раз в тот год было наводнение в Ленинграде, пострадало много товаров, в том числе и книжные склады. Он прислал нам для кооператива ящик подмоченных и уцененных книг на сто с лишним рублей. С них мы и разжились, распродали с прибылью, выплатили долг и приобрели новый основной капитал. Правда, потом торговля шла слабо, но все же тетрадки и карандаши получали из кооперативных каналов».

В 1926 году закончилось детство, как признавал Амосов, счастливое, и началась взрослая жизнь – по его же словам, довольно грустная. Нужно было учиться дальше, для этого надо было после окончания начальной школы ехать в чужой город – Череповец и поступать в школу второй ступени.

Николай вместе с матерью приехал из Ольхова в Череповец – держать экзамен. Он вспоминал, что был спокоен, уверен и не волновался. Поступающие что-то писали, решали задачи, на этих экзаменах Амосов познакомился с леней Тетюевым, ставшим ему верным другом на целых сорок лет.

Вернувшись в Ольхово, Амосов ждал извещения о приеме. Позже писал: «думалось: хотя бы не приняли. Но тут же: надо! И так пошло на всю жизнь: Надо! Надо!» Он поступил.

Период жизни в Череповце Амосов вспоминал как очень тяжелый. В отрыве от матери, от привычного быта, друзей, в одиночестве и лютой тоске по дому – адаптация шла очень тяжело. «Почти весь период в Череповце прошел тоскливо, в одиночестве, со скупыми слезами. Не было счастья. Полегчало лишь в последние годы, когда появились новые интересы», – вспоминал Амосов.

Мать поселила его к своей лучшей подруге Александре Николаевне Доброхотовой, которая вернулась в город и работала в школе. Александра Николаевна жила одна, имела маленький домик: две комнатки и кухня с низкими потолками. Учителя жили нищенски, хуже, чем семья Амосовых в деревне, – спасал огород, электричество было дорого, дом освещался керосиновой лампой, пищу готовили в русской печке. Обязанностью Николая было носить воду от колонки, колоть дрова, чистить тротуар.