В июне 1942г. младший сержант Миронов в составе 50 Краснознаменного ближнебомбардировочного авиаполка.

В октябре 1941г. полк был перевооружен на самолеты Пе-2.

На фронте с июня 1942г. в составе 223 бомбардировочной авиадивизии.

05 июля 1942г. над целью наши самолеты были атакованы истребителями противника. Групповым огнем Николай Иванович сбил один истребитель. Воздушный бой продолжался, самолет был подбит- мотор выведен из строя. Экипаж совершил вынужденную посадку. 

К 10 июля 1942г. Николай Иванович совершил 10 боевых вылетов.

Был представлен к ордену Красной Звезды, приказом от 14 августа 1942г. был награжден медалью «За отвагу».

07 ноября 1942г. был переформирован в 50 отдельный дальнеразведывательный авиационный полк. Полк вошел в состав 2 воздушной армии.

В дни напряженной боевой работы выполнял по 3-4 боевых вылета в день. Своевременно и точно передавал данные разведки на наземную радиостанцию.

09 августа 1942г. в воздушном бою точным огнем отогнал вражеские истребители.

13 августа точным огнем не дал возможности двум истребителям Мессершмитт-109 занять позицию для атаки. 

К началу января 1943г. старший сержант Миронов совершил 65 боевых вылетов.

Приказом от 09 февраля 1943г. был награжден орденом Красной Звезды.

Награжден нагрудным знаком «Отличный разведчик».

05 апреля экипаж совершил вылет в глубокий тыл противника, провел разведку и фотографирование аэродромов Полтава, Основский, Роганьский. Обнаружил скопление танков и автомашин в Белгороде.

09 апреля провел разведку Харьковского аэроузла.

11 апреля провел разведку района Ахтырка.

Приказом от 09 июля 1943г. Николай Иванович был награжден орденом Отечественной войны II степени.

17 августа экипаж произвел разведку района Полтавы.

14 октября в районе Радомышль экипаж был атакован двумя истребителями Мессершмитт-109. При втором заходе истребителей на атаку Николай Иванович подбил один из них.

09 января 1944г. провел разведку дорог Шпола- Звенигородка, Джулянка- Умань, Н.Архангельское- Тальное,  станции Тальное, аэродрома Умань.

15 января- Винница- Калиновка, станции Винница.

К концу января 1944г. старший сержант Миронов совершил 178 боевых вылетов на разведку.

Приказом от 28 марта 1944г. был награжден орденом Славы III степени.

19 августа 1944г. полку было присвоено звание гвардейский и почетное название Львовский. Изменена нумерация на 193 отдельный гвардейский разведывательный авиационный Львовский Краснознаменный полк.

17 сентября 1944г. экипаж произвел разведку дорог Прошовице- Сломники, аэродрома и железнодорожного узла Краков, аэродрома Балице, станций Бохня и Тарнув.

06 ноября- дороги Кощлув- Щюцин, Сломники- Скала, Олькуш- Краков, Краков- Гдув, Краков- Бохня, аэродрома и железнодорожного узла Краков, аэродрома Мнихув. 

26 марта 1945г.- железнодорожного узла Краков, станции и аэродрома Пржеров, аэродромов Балице и Краковитц.

За годы войны гвардии старшина Миронов участвовал в 260 успешных боевых вылетах. Был дважды легко ранен.

Приказом от 29 мая 1945г. был награжден орденом Красного Знамени.

Награжден медалями «За взятие Берлина», «За освобождение Праги», «За победу над Германией в Великой  Отечественной войне 1941–1945 гг.».