На воинскую службу Титов Николай Михайлович был призван в 1940 году. Служил в 14-том отдельном артиллерийском дивизионе сектора береговой обороны военно-морской базы Порккала-Удд Краснознамённого Балтийского флота на острове Гогланд, который находится в Финском заливе. Когда началась война ему было 22 года.

      В августе 1941 года состоялся Таллинский переход — эвакуация основных сил Балтийского флота, в котором он принимал участие. Из Таллина вышли 225 кораблей и судов (в том числе 151 военный корабль, 54 вспомогательных судна, 20 транспортов). До Кронштадта дошли 163 из них (132 военных корабля, 29 вспомогательных судов, 2 транспорта), а также неустановленное число малотоннажных гражданских судов и плавсредств, не подчинённых Военному совету флота. Во время перехода погибли 62 корабля и судна (19 боевых кораблей и катеров, 25 вспомогательных судов, 18 транспортов, погибли 15 тысяч человек). В период Таллинского перехода Титов Н.М. отражал налёты немецкой авиации на транспорта. В результате огня из своего орудия сбил 2 самолёта противника. После приказа командования оставить остров Гогланд был направлен на бронепоезд «Балтиец» командиром 130 мм орудия.

     В событиях 1941 -1944 гг. в обороне Ленинграда большую роль сыграли и бронепоезда: «За Родину» и «Балтиец» они сражались на Ораниенбаумском плацдарме.
     Бронепоезд «Балтиец» формировался и вооружался в Ижорском укрепленном районе в артиллерийских мастерских форта Красная горка. Он состоял из паровоза с двумя платформами и четырех бронеплощадок, имел на вооружении: два 102 мм орудия, шесть 45 мм орудий, четыре пулемета ДШК (12,7 мм крупнокалиберных пулемёта Дегтярёва-Шпагина), два ДК (Дегтярёв крупнокалиберный станковый), три М-1 и 130 мм орудие, снятое с крейсера «Аврора». Своё название «Балтиец» бронепоезд получил не с самого начала своего существования, а через полгода, 23 февраля 1942 года, за боевые заслуги в борьбе с немецкими захватчиками.

     На свое первое задание «Балтиец» вышел в августе 1941 года. Ему надо было выдвинуться на Лужский рубеж и поддержать своим огнем 2-ю бригаду и отдельные батальоны морской пехоты. Вместе с частями 8-ой армии 2-я бригада морской пехоты, отдельные железнодорожные батареи 11, 12, 18 и бронепоезд «Балтиец» отражали атаку противника. Несколько раз их огневые позиции атаковали немецкие самолеты «Юнкерсы», но зенитчики бронепоезда, прикрывавшие железнодорожные батареи с воздуха, не позволяли бомбардировщикам врага бомбить прицельно.
     В сентябре-октябре 1941 года «Балтиец» находился в районе Старого Петергофа и прикрывал своим огнем тяжелые артиллерийские железнодорожные батареи. В боях под Котлами из своего орудия Титов Н.М. уничтожил две и подавил четыре батареи противника, прожектор, взорвал склад боезапаса.
     Вскоре фронт стабилизировался и образовался Ораниенбаумский плацдарм. Немцы не сумели преодолеть артиллерийскую мощь фортов, железнодорожных батарей и бронепоездов (в том числе и «Балтийца»), а также мужество наших солдат.

     Важную роль играл бронепоезд и в ходе операции «Нева-2» по полному снятию блокады Ленинграда. Он был включен в первую артиллерийскую группу, которая помогала своим огнем войскам 2-й ударной армии на Ропшинском направлении.

     В военное время Титов Николай Михайлович был награждён орденом «Красная звезда», медалью «За оборону Ленинграда» и благодарностями.