В Красной Армии с 09 ноября 1939г.

С 21 ноября 1939г. курсант 6 учебной авиаэскадрильи Харьковского военного авиационного училища летнабов и штурманов.

23 января 1940г. принял военную присягу.

28 ноября 1940г., по окончанию училища, присвоено звание младший лейтенант. Назначен младшим летнабом в 60 скоростной бомбардировочный авиаполк Харьковского военного округа.

В 1940г. был принят в ряды ВКП(б).

В 1941г. полк проходил перевооружение с самолетов Р-Z на Пе-2. Находился в составе 76 авиадивизии Харьковского военного округа. Базировался в районе г.Лебедин Сумской обл.

09 июля полк, имевший на вооружении 22 самолета Пе-2. был передан в состав 11 смешанной авиадивизии Западного фронта. Базировался на аэродроме Климовичи (Могилевская обл.).

С 10 июля полк начал боевую работу. В первый день с задания не вернулись 3 экипажа.

11 июля 1-я эскадрилья и звено управления полка бомбардировало переправу через Днепр у д.Баркалабово (в 10км. севернее Старый Быхов) и скопление немецких войск у переправы. В районе цели были атакованы истребителями противника. С задания не возвратились 4 экипажа, в их числе, экипаж командира полка полковника Астафьева Евгения Павловича (штурман полка капитан Вишневский Александр Васильевич, флагманский стрелок-радист младший лейтенант Озерной Петр Емельянович). Еще один экипаж совершил вынужденную посадку на поврежденном самолете.

На 12 июля полк имел 8 исправных и 2 неисправных самолета. При выполнения задания потерял еще 3 самолета.

13 июля 1941г. с боевого задания не возвратились 4 самолета, 2 экипажа погибли в полном составе. 

15 июля оставшиеся 3 самолета (2 из них- неисправные) полк передал в 16 скоростной бомбардировочный авиаполк. Личный состав полка был направлен в Москву.

В августе 1942г. Николай Иванович в составе 284 бомбардировочного авиаполка.

В конце августа полк вошел в 270 бомбардировочную авиадивизию на Сталинградском фронте.

03 сентября экипаж самолета Пе-2 Пе-2 №2710 2 эскадрильи полка: пилот командир звена младший лейтенант Олейников Георгий Иванович, стрелок-бомбардир младший лейтенант Ермолаев, воздушный стрелок-радист старший сержант Москалев- в составе девятки (ведущий- командир полка Герой Советского Союза майор Валентик Дмитрий Данилович) бомбардировал войска противника в балке Конская (в 1,5км. северо-восточнее Опытной Станции). В районе цели были обстреляны зенитной артиллерией и атакованы 6 истребителями, с которыми завязали бой истребители сопровождения.

Второй вылет экипаж совершил в составе группы из двух шестерок (ведущий второй- командир эскадрильи капитан Гаврилов Николай Георгиевич) на бомбардировку колонны противника в районе Алексеевка- Ежовка. В районе цели наши самолеты были атакованы 15 истребителями Ме-109 (Мессершмитт). В районе Демидов был сбит самолет Олейникова. Младший лейтенант Ермолаев спасся на парашюте, у старшего сержанта Москалев парашют раскрылся поздно, при приземлении он получил тяжелые ушибы. Командиру экипажа Олейникову не хватило высоты для раскрытия купола, и он разбился.

08 сентября экипаж самолета Пе-2 №2713 2 эскадрильи полка: пилот младший лейтенант Бурзак Петр Львович, Ермолаев, воздушный стрелок-радист сержант Марков Павел Николаевич- вел разведку аэродромов противника. Бомбардировал аэродром Обливская, был атакован звеном истребителей Ме-109. Бомбардировал аэродром Калачкин.

09 сентября экипаж бомбардировал аэродром Калачкин.

10 сентября выполнил разведку и бомбардировку аэродрома Обливская.

11 сентября в составе 8 самолетов Пе-2 бомбардировал войска противника в районе балки Грязная.

15 сентября бомбардировал аэродром Суровикино. Разрывы бомб, наблюдавшиеся в расположении самолетов, вызвали большой пожар.

16 сентября в составе 6 Пе-2 (ведущий- командир полка Валентик) под прикрытием 12 истребителей Як-1 бомбардировал войска противника в районе станицы Садовая. У цели были атакованы 11 истребителями Ме-109. 2 истребителя были сбиты огнем стрелков-радистов.

18 сентября бомбардировал аэродром Обливская. В районе цели был атакован парой истребителей Ме-109.

19 сентября бомбардировал аэродром противника. На подходе к цели был атакован истребителем Ме-109, от которого ушел в облачность. После бомбардировки с аэродрома взлетели 6 истребителей. 2 из них преследовали до Волги.

20 сентября бомбардировал аэродром Тузов.

23 сентября при бомбардировке района станицы Максимовская был атакован парой истребителей Ме-109. 

26 (2 вылета), 27 (2 вылета) и 28 (2 вылета) сентября бомбардировал район переправы у г.Калач.

29 сентября первым вылетом в составе 6 самолетов Пе-2 бомбардировал войска противника на западной окраине Сталинграда, вторым- одиночно бомбардировал войска противника в балке Вишневая.

01 октября дважды водил звено на бомбардировку войск противника в районе Городище- Разгуляевка.

04 октября вел разведку аэродромов Венцы, Селиваново, Манойлин с попутной бомбардировкой.

05 октября бомбардировал аэродром противника Евлампиевский.

06 октября совершил 2 вылета на разведку районов Песковатка, Сталинград. Бомбил самолеты противника на аэродроме Манойлин.

07 октября в 07-39 вылетел на бомбардировку в район Садовое. Из-за того, что не убрались шасси, вернулся в 07-53. Повторно вылетел в 12-26. Из-за тряски мотора возвратился в 12-59.

08 октября выполнил разведку с попутной бомбардировкой в районе станицы Клетская.

10 октября вел разведку районов Андреевка, Жутово, Садовое, Райгород.

14 октября экипаж вылетев на бомбардировку станции Жутово, возвратился из-за разрушения одного из моторов.

16 октября экипаж выполнил разведку района Тундутово, Жутово, Садовое, Калач с попутной бомбардировкой.

17 (2 вылета) и 18 октября экипаж выполнил разведку района Тундутово, Жутово, Садовое с попутной бомбардировкой.

20 октября экипаж выполнил разведку района Тингута, Жутово, Садовое с попутной бомбардировкой разъезда 74км.

21 октября 1942г. в 06-15 на разведку в район Тингута, Жутово, Садовое вылетел экипаж: командира звена младший лейтенант Бурзак Петр Львович, стрелок-бомбардир младший лейтенант Ермолаев Николай Иванович, воздушный стрелок-радист старший сержант Марков Павел Николаевич. При возвращении с задания, в 08-25, самолет потерпел катастрофу. Младший лейтенант Бурзак и младший лейтенант Ермолаев погибли.

Похоронены в братской могиле на кладбище с.Вишневка Волгоградской обл.

22 октября старший сержант Марков был представлен к ордену Красного Знамени, награжден в декабре 1942г. Возможно, что младшие лейтенант Бурзак и Ермолаев, совершившие 32 боевых вылета, посмертно были представлены к наградам, но представление не было удовлетворено.