Николай Горюнов родился 22 марта 1923 года в посёлке Чаадаевка (ныне — Пензенской области) в рабочей семье. Окончил восемь классов школы, работал счетоводом. В декабре 1941 года был призван на службу в Рабоче-крестьянскую Красную Армию. В 1942 году окончил Моршанское пулемётно-миномётное училище. С октября 1942 года — на фронтах Великой Отечественной войны. Принимал участие в Изюм-Барвенковской, Донбасской, Нижнеднепровской, Никопольско-Криворожской, Березнеговато-Снигирёвской, Одесской, Выборгско-Петрозаводской, Ясско-Кишинёвской, Дебреценской, Будапештской и Венской операциях. В одном из боёв был ранен. К декабрю 1944 года старший лейтенант Николай Горюнов командовал батареей 107-го миномётного полка 3-й миномётной бригады 7-й артиллерийской дивизии прорыва Резерва Главного Командования 46-й армии 2-го Украинского фронта. Отличился во время форсирования Дуная.