22 сентября 1943 года одним из первых переправился через Днепр в районе села ГригоровкаКаневского района и принял активное участие в боях за захват и удержание плацдарма на его западном берегу, отбросив противника и продержавшись до переправы основных сил. 24 сентября 1943 года погиб в бою. Похоронен в братской могиле в Григоровке[4].
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 17 ноября 1943 года за «успешное форсирование реки Днепр, прочное закрепление плацдарма на западном берегу реки Днепр и проявленные при этом отвагу и геройство» красноармеец Николай Петухов посмертно был удостоен звания Героя Советского Союза. Также посмертно был награждён орденом Ленина[4].
В его честь названы улицы в Верховажье и посёлке Каменка Верховажского района, установлен бюст в Верховажье, названа школа в Верховажском районе[4].
Герои Советского Союза: Краткий биографический словарь / Пред. ред. коллегии И. Н. Шкадов. — М.: Воениздат, 1988. — Т. 2 /Любов — Ящук/. — 863 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-203-00536-2.
Вологжане — Герои Советского Союза. — Вологда: Северо-Западное кн. изд-во, 1970.
А. С. Мальгин, М. А. Мальгин. Верховажане в боях за Родину : документальные очерки об участниках Великой Отечественной войны Верховажского района Вологодской области. — Вельск: Вельти, 2014. — 374 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-88362-136-8.