В марте 1941 года был призван в ряды Красной Армии. Окончил Черниговскую военную авиационную школу пилотов в августе 1942 года (училище в то время действовало в эвакуации в Красноводской области Туркменской ССР). В октябре 1942 года сержант Н. В. Сутягин получил назначение в 582-й истребительный авиационный полк (249-я истребительная авиационная дивизия, 9-я воздушная армия, Дальневосточный фронт), который дислоцировался на аэродроме Воздвиженка в Приморском крае. Через месяц был переведён в 5-й истребительный авиационный полк той же дивизии, который располагался в селе Камень-Рыболов. Летал на истребителе И-16, стал командиром звена, затем освоил истребители Як-3, Як-7Б и Як-9. Участия в боевых действиях на фронтах Великой Отечественной войны не принимал. Офицерское звание получил в 1943 году. В августе—сентябре 1945 года участвовал в советско-японской войне вместе с полком. В составе 9-й воздушной армии 1-го Дальневосточного фронта сражался в Маньчжурской стратегической наступательной операции, освобождал Маньчжурию и Корею от японских оккупантов. Выполнил 13 боевых вылетов, в том числе 3 — на разведку аэродромов противника, но встреч в воздухе с противником не имел. Член КПСС с 1946 года.