В годы войны — заместитель командира эскадрильи 57-го бомбардировочного авиационного полка 221-й бомбардировочной авиационной дивизии 16-й воздушной армии 1-го Белорусского фронта, старший лейтенант. К концу июня 1944 года Николай Архангельский произвёл 210 боевых вылетов на разведку, фотографирование и бомбардировку живой силы и техники противника. Лично сбил самолёт врага.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 26 октября 1944 года за образцовое выполнение заданий командования и проявленные мужество и героизм в боях с немецко-фашистскими захватчиками гвардии лейтенанту Архангельскому Николаю Васильевичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№3073).

14 января 1945 года при выполнении боевого задания самолёт старшего лейтенанта Архангельского был повреждён. В условиях плохих метеоусловий самолёт обледенел и стал терять управление. Внизу находилась вражеская территория. Экипаж принял решение направить его в скопление вражеских войск.

Похоронен на воинском кладбище в городке Радзынь (Польша).