В 1939г. окончил Ворошиловградскую военную авиационную школу пилотов.

В ноябре 1941г. на базе Челябинской военной авиационной школы стрелков-бомбардиров был сформирован 685 ночной бомбардировочный авиаполк. Имел на вооружении самолеты Р-5. Командир полка- майор Бондаренко Петр Демьянович.

Во второй половине ноября экипажи полка перегоняли свои самолеты по маршруту Челябинск- Свердловск (Екатеринбург)- Молотов (Пермь)- Казань- Арзамас- с.Ирицы (Рязанская обл.)- г.Кораблино (Рязанская обл.). Полк вошел в состав ВВС 10 армии Западного фронта. Участвовал в обороне Москвы и Тулы.

14 декабря экипаж самолета Р-5 (№9) 1 авиаэскадрильи полка (командир эскадрильи- капитан Левадный Александр Сидорович); летчик младший лейтенант Павленко Николай Никитович и летнаб (летчик-наблюдатель) сержант Толкачев Василий Федорович- вылетел в 23-20 на бомбардировку войск противника на станции Теплое. Из-за плохих метеоусловий экипаж вернулся на свой аэродром, не выполнив задание.

15 декабря с 12-00 по 16-30 экипаж выполнил разведку района Дедилово- Щекино- Крапивка- Плавск- Теплое.

16 декабря с 11-40 по 14-55 выполнил разведку по тому же маршруту.

17 декабря с 09-00 по 10-40 выполнял разведку района Ретиновка- Крапивная- Горбачево. Из-за плохих метеоусловий задание выполнено частично.

18 декабря с 08-30 по 11-55 выполнил разведку района Михалково- Одоево- Белев- Арсеньево- Плавск.

22 декабря экипаж 2 авиаэскадрильи Павленко- Толкачев, взлетев в 13-05 на разведку района Одоево- Белев- Болхов- Мценск, в 15-00 возвратился из-за ухудшения погодных условий.

24 декабря с 10-40 по 14-50 выполнил разведку района Сухиничи- Белев- Одоево.

В ночь на 01 января 1942г. экипаж, взлетев в 01-30, возвратился с вылета на бомбометание войск противника в Мосальске из-за ухудшившихся метеоусловий.

01 января с 11-25 по 13-55 выполнил разведку района Зубово- Бардино- Людково- Мосальск- Зубово.

02 января с 19-11 по 23-50 экипаж выполнил задание по бомбардировке станции Чипляево.

В ночь на 05 января экипаж бомбардировал автоколонну противника на дороге Чипляево- Бельская и на станции Занозная.

05 января экипаж был представлен к орденам Красного Знамени. Приказ о награждении от 16 февраля 1942г.

19 января 1942г. при перелете из Красное Михайлово в Васильевское в авиакатастрофе погиб сержант Толкачев. Возможно, в этой катастрофе получил тяжелый перелом ноги младший лейтенант Павленко.

Находился на излечении в эвакогоспиталях ЭГ 395, ЭГ 2386, ЭГ 1401.

В составе полка совершил 28 успешных боевых вылетов, 12 из которых- ночные.

После госпиталя вернулся в полк.

19 мая 1942г. полк был выведен в резерв. Личный состав прошел переобучение на самолеты Ил-2. Полк был преобразован в  685 штурмовой авиаполк. Командиром полка назначен майор Михевичев Николай Германович.

27 июня 1942г. полк вошел в состав 212 штурмовой авиадивизии 3 воздушной армии Калининского фронта.

30 июля старший лейтенант Павленко в составе девятки Ил-2 (ведущий- командир 1 авиаэскадрильи майор Левадный Александр Сидорович) атаковал штаб противника в пос.Галахово. За успешное выполнение задания летчикам, участвовавшим в операции, Командующий Калининским фронтом объявил благодарность.

02 августа в составе звена (ведущий- заместитель командира 1 авиаэскадрильи старший лейтенант Пинчук Владимир Иванович) вылетел в 13-50 на штурмовку опорного пункта Добрая. Над целью звено было обстреляно зенитной артиллерией и зенитными пулеметами. После выполнения задания- атакована 13 истребителями Ме-109 (Мессершмитт). С задания не вернулись летчики Макаров Зосим Исаакович и Павленко Николай Никитович.

Один из снарядов разорвался в кабине самолета. Николай Никитович получил ранения в голов, плечо и ногу. Перетянув самолет за линию фронта, сел на своей территории. Был эвакуирован наземными войсками в госпиталь.

В мае 1943г. полк был преобразован в 91 гвардейский штурмовой авиаполк.

Лейтенант Павленко находился на излечении в эвакогоспитале ЭГ 2794.

После выписки, вернулся в полк.

03 августа 1943г. экипаж самолета Ил-2 3-й авиаэскадрильи полка: летчик гвардии лейтенант Павленко, воздушный стрелок-радист гвардии сержант Проценко Иван Степанович- вел группу из 6 самолетов на штурмовку артиллерийских позиций в районе Тамаровка- Быково.

Вторым вылетом  Николай Никитович водил группу из 7 самолетов в тот же район. В районе Забельное штурмовики обстреляли группу из 18 бомбардировщиков Ю-87 (Юнкерс).

Третьим вылетом- группу из 8 самолетов.

04 августа  при выходе от цели наша группа была атакована 4 истребителями Ме-109. Стрелок Проценко участвовал в отражении атаки.

13 августа 1943г. заместитель командира эскадрильи, он же штурман эскадрильи гвардии лейтенант Павленко был представлен к ордену Красного Знамени. Приказ о награждении от 27 августа 1943г.

14 августа в группе из 11 самолетов экипаж атаковал противника на станции Максимовка. Во время штурмовки один истребитель Ме-109 атаковал самолет Николая Никитовича. Огнем пулемета стрелок Прценко отразил атаку. В результате атаки Ил-2 получил повреждения- перебиты закрылки и помят лонжерон плоскости.

26 августа экипаж выполнил задание в составе четверки, ведомой командиром полка гвардии подполковником Левадным.

27 августа первым вылетом Николай Никитович водил группу со стрелков Прценко. Вторым вылетом- с гвардии старшим сержантом Капачинским Афанасием Ивановичем.

28 августа экипаж Павленко- Капачинский совершил 2 боевых вылета.

29 августа экипаж Павленко-  помощник командира полка по воздушно-стрелковой службе гвардии старший техник-лейтенант Курок Емельян Кононович, в группе из 9 самолетов атаковал танки противника в районе Левченки- Удовиченки.

Вторым вылетом Николай Никитович на одноместном Ил-2 в группе из 10 самолетов атаковал опорный пункт противника в Удовиченки.

29 августа экипаж Павленко- Курок водил группу из 10 самолетов в район Паньков. 

31 августа экипаж Павленко- стрелок-радист гвардии старший сержант Таллер Константин Кондратьевич в группе из 11 самолетов атаковал войска противника в пос.Яновщино. Вторым вылетом экипаж Павленко- Капачинский в группе из 9 самолетов атаковал войска противника в Червонное.

С сентября 1943г. полк участвовал в наступлении на Киевском направлении и освобождении Киева.

02 сентября 1943г. гвардии старший лейтенант Павленко, совершивший 30 боевых вылетов, был представлен к ордену Отечественной войны I степени. Приказом от 28 сентября 1943г. награжден орденом Отечественной войны II степени.

14 сентября экипаж Павленко- Курок в районе Чернухи на высоте 500м. обстрелял самолет-разведчик Хеншель-126, который со снижением ушел в сторону Пирятин.

22 сентября экипаж Павленко- стрелок-радист гвардии сержант Мокрецов Николай Николаевич, в паре с экипажем штурмана полка гвардии майора Рулева Александра Ефгеньевича, выполнил разведку вдоль р.Днепр на участке Скопцы- Кузнецы. В 16-34 самолеты были обстреляны огнем зенитной артиллерии, в результате был подбит самолет Павленко. Николай Никитович был легко ранен в правую руку.

29 сентября экипаж 2-й авиаэскадрильи: Павленко- стрелок-радист гвардии сержант Гончаров Василий Яковлевич, в группе из 14 самолетов нанес удар по войскам противника в районе Колесище. Огнем малокалиберной зенитной артиллерии у самолета гвардии старшего лейтенанта Павленко пробиты обе плоскости, поврежден передний лонжерон левой плоскости и элерон.

02 октября экипаж Павленко- стрелок-радист гвардии сержант Харин Василий Тихонович совершил 2 боевых вылета.

12 октября экипаж Павленко- Гончаров на первом вылете после выполнения задания совершил вынужденную посадку. Вскоре, вернулся на свой аэродром и участвовал во втором вылете.

Третий вылет Николай Никитович выполнил со стрелком-радистом гвардии старшиной Парсегян Самвелом Рубеновичем.

03 ноября экипаж Павленко- Гончаров совершил 3 боевых вылета, 05 ноября- 4 вылета.

07 ноября 1943г. командир эскадрильи гвардии старший лейтенант Павленко был представлен к званию Герой Советского Союза. Представление поддержал командир 5 штурмового авиакорпуса Герой Советского Союза генерал-майор авиации Каманин Николай Петрович. Приказом от 23 декабря 1943г. был награжден орденом Богдана Хмельницкого III степени.

14 июля 1944г. Николай Никитович вел группу из 8 самолетов на штурмовку позиций противника в районе Печихвосты. В 07-23 на высоте 100м. после пролета линии фронта (в 4км. западнее Горохув) группа была встречена 6 истребителями ФВ-190 (Фокке-Вульф). В 07-25 группа одним заходом атаковала цель. Истребители попарно и одиночно атаковали наши штурмовики. В воздушном бою гвардии старший лейтенант Павленко сбил один истребитель противника.

31 августа 1944г. был вторично представлен к званию Герой Советского Союза. Звание присвоено Указом Президиума ВС СССР от 23 февраля 1945г.

Приказом от 05 сентября 1944г. Николай Никитович был награжден орденом Отечественной войны I степени.

08 декабря 1944г. ведущим группы из 4 самолетов вылетел на задание без прикрытия истребителей. При подходе к командному пункту авиакорпуса, из-за обнаружения над целью до 20 истребителей противника, генерал-майор Каманин отдал приказ о возвращении группы на свой аэродром.

К 11 декабря 1944г. совершил 161 боевой вылет. Приказом от 17 января 1945г. был награжден третьим орденом Красного Знамени.

В 1945г. гвардии капитан Павленко водил эскадрилью на Будапешт, Братиславу и Брно.

За годы войны совершил 200 успешных боевых вылетов.

Приказом от 08 июня 1945г. был награжден орденом Суворова III степени.

Награжден медалями «За оборону Москвы», «За взятие Будапешта», «За взятие Вены», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.».

За долголетнюю и безупречную службу в 1949г. был награжден медалью «За боевые заслуги», в 1954г.- орденом Красной Звезды.

Гвардии полковник Павленко был уволен в запас 02 июля 1954г.

В честь 40-летия Победы награжден орденом Отечественной войны I степени.