В сентябре 1939 года Горбунов Н.Н. участвовал в советско-финской войне. За мужество и отвагу был награжден орденом «Красной звезды».

С октября 1941 года на фронте. За время войны Николай Горбунов совершил 21 боевой вылет.

С июля 1942 года по апрель 1943 года – штурман-бомбардировщик эскадрильи 367 бомбардировочного авиаполка. В 1942 году он получил очередное звание капитана. Среди штурманского состава пользовался большим авторитетом. Неоднократно водил на боевое задание самолеты, мастерски отыскивал цель, метко сражал бомбовым ударом и огнем из пулеметов фашистов.

Он погиб в ночь с 16 на 17 апреля 1943 года, когда началось наступление на Новороссийском направлении. Ночью был  налет нашей авиации на станицу Крымская Краснодарского края. При бомбежке станицы самолет Горбунова загорелся в воздухе. Николай, как вспоминали его сослуживцы, никогда не одевал парашют, поэтому шансов на спасение не было. Весь экипаж погиб.

Николай Николаевич Горбунов погиб  в звании капитана, имея 2 ордена Красной Звезды и 2 ордена Красного Знамени. Ему было всего 28 лет, у него остались вдова Нина Ивановна и маленькая дочь. Сейчас в Ростове-на-Дону живут его дочь, внуки и правнуки.