В 1939 году призван в ряды Красной Армии. В боях Великой Отечественной войны с июня 1941 года. Воевал на Юго-Западном, Центральном, Воронежском и 1-м Украинском фронтах. Был дважды ранен.
На плечах отступавшего врага 8-й гвардейский воздушно-десантный полк подошёл к Днепру и 2 октября 1943 года форсировал реку севернее Киева, в районе села Сухолучье, захватив плацдарм на её правом берегу. Не было, пожалуй, боя на плацдарме, равного этому по своей трудности. Враг то и дело бросался в контратаки, пытался сбросить полк в реку.
5 октября 1943 года на левом фланге 3-го батальона создалось опасное положение. Рота, оборонявшаяся здесь, понесла значительные потери и буквально изнемогала, отражая атаки наседавшего врага. Ясно было одно, если она сдаст позицию, то противник обрушится на фланг и тыл батальона. А не устоит батальон, не устоит и полк. Гитлеровцы выйдут к берегу и начнут бить из пулемётов, а это в данном случае куда опаснее артиллерии.
Неудача на фланге, как цепная реакция, может взорвать весь боевой порядок полка. А резервов в батальоне никаких, все в бою. Командир батальона сказал об этом комсоргу Н.С. Королёву. Тот сразу всё понял, забросил за спину вещевой мешок с дисками и кинулся со своим ручным пулемётом на левый фланг батальона.
Командир батальона часто держал Н.С. Королёва при себе, на своём командном пункте, как последний резерв, на самый крайний случай. И всякий раз, когда приходилось бросать его в пекло боя, где всё держалось на волоске, сердце его сжималось от боли и боязни потерять этого бесстрашного воина. Но командир знал, что там, где появлялся Н.С. Королёв, там наступал решительный перелом.
Укрываясь в складках местности, где бегом, где ползком, гвардии старшина Н.С. Королёв добрался на участок левофланговой роты. И сразу же застрочил его пулемёт. В цепях врага появились бреши. Весело подбадривая бойцов, комсорг метко бил фашистов. И рота, отразив три атаки, устояла.
Вот и ночь. Благодатная передышка. Бой прекратился. Только беспрерывно взлетают ракеты, выхватывая из тьмы куски опалённой, перепаханной снарядами и бомбами земли. Но в окопах идёт работа. Бойцы наращивают брустверы траншей, углубляют их днища. К полуночи всё стихло.
Н.С. Королёв по заданию комбата двинулся к реке. Надо было проверить, отправили ли раненых, а если нет, то хорошо ли их укрыли. Оттуда пошёл узнать, сколько доставили боеприпасов. Заканчивалась ночь, когда он вернулся на командный пункт.
6 октября 1943 года снова начались яростные атаки на позиции третьего батальона. Н.С. Королёв так и не успел отдохнуть. Он переползал из роты в роту, подбадривал бойцов. Противник начал очередную атаку. Нанесла удар авиация, заговорила вражеская артиллерия, приближались перебежками серо-зелёные цепи.
Находясь на участке одной из рот, Н.С. Королёв заметил, что группа гитлеровцев, используя складки местности, норовила поближе подтянуть орудие, чтобы с удобной позиции бить по нашим огневым точкам прямой наводкой. Поудобнее пристроив пулемёт, комсорг дождался момента, когда фашисты, тащившие пушку, оказались на неукрытом месте, и дал очередь, другую. Весь вражеский орудийный расчёт лёг, как подкошенный.
Судьбу этой группы разделили и гитлеровские солдаты, пытавшиеся подойти к пушке. Гору вражеских трупов накосил отважный пулемётчик на той возвышенности. Фашисты, наконец, поняли, что здесь им не пройти, и прекратили свои попытки.
27 ноября 1943 года Николай Королёв погиб в бою при освобождении села Толстое Радомышльского района Житомирской области. Похоронен в этом селе.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 января 1944 года за отвагу и мужество, проявленные при форсировании Днепра и удержании плацдарма на его правом берегу гвардии старшине Королёву Николаю Степановичу присвоено звание Героя Советского Союза.
Награждён орденом Ленина.
В городе Муроме, в память о славном земляке-герое, установлена мемориальная доска, в Аллее Героев в Окском — стела с барельефом.
