У квітні 2023 року Микола Ніколенко був призваний на військову службу по мобілізації до 3 прикордонного загону Державної прикордонної служби України. 

За час проходження військової служби головний сержант Микола Ніколенко зарекомендував себе виключно з позитивної сторони. Був патріотом, відданим справі охорони державного кордону України, військовому обов’язку та народу України. 

У січні 2024 року Микола Ніколенко разом із побратимами з першого відділу прикордонної служби (тип С) третьої прикордонної комендатури швидкого реагування висунувся в зону активних бойових дій у район Серебрянського лісництва на території Луганської та Донецької областей, де мужньо виконував бойові завдання із відсічі та стримування армії російської федерації у безпосередній близькості до лінії розмежування.

Відповідно до бойового розпорядження Микола Ніколенко ніс службу на позиції відділення «Колорадо-7» у районі н.п. Білогорівка Сєвєродонецького району Донецької області.

Під час штурмових дій противника позиції відділення «Колорадо-7», що тривали з 14.20 по 16.50 16 травня 2024 року, виконуючи бойове завдання, Микола Ніколенко отримав поранення несумісні з життям.

За особисту мужність і самовіддані дії, виявлені у захисті державного суверенітету та територіальної цілісності України, вірність військовій присязі головний сержант Ніколенко Микола Миколайович нагороджений орденом «За мужність» ІІІ ступеня (посмертно).