Ватутин родился 16 декабря 1901 года в селе Чепухино Воронежской губернии (ныне село Ватутино, Белгородская область) в семье крестьян.

В 1913 окончил церковно-приходскую школу, затем – земское училище, а позже поступил в Уразовское коммерческое училище. В 1917 году он вернулся в родное село, где работал переписчиком в волостном правлении.

В апреле 1920 года добровольно вступил в Рабоче-крестьянскую Красную армию. В сентябре принял свой первый бой против отрядов Нестора Махно в районах Луганска и Старобельска.

В марте 1943 Ватутина будучи командующим Воронежским фронтом принимал участие в  Курской битве. Под руководством генерала армии Ватутина проводилась Курская оборонительная операция, была разгромлена белгородско-харьковская немецкая группировка, освобождены Белгород и Харьков. Войска Ватутина участвовали в битве за Днепр, в Киевской наступательной операции и последующих боях по освобождению Правобережной Украины, провели Ровно-Луцкую операцию, а также совместно со 2-м Украинским фронтом под командованием генерала Ивана Конева окружили крупную группировку врага в районе города Корсунь-Шевченковский.