Службу проходил в 26-й артиллерийской бригаде, расквартированной в Гродна. С 21.05.1905 — поручик (старшинство с 13.08.1905), с 01.09.1909 – штабс-капитан (старшинство с 13.08.1909). За отлично-усердную службу награждён орденами Святого Станислава 3-й степени (1907), Святой Анны 3-й степени (1911). Приказом по 2-му армейскому корпусу от 30.08.1910 №130 назначен старшим адъютантом штаба 2-го армейского корпуса, прикомандирован к управлению инспектора артиллерии 2-го армейского корпуса.
Участник Первой мировой войны. За отлично-усердную службу и труды, понесённые во время военных действий, награждён орденами Святой Анны 4-й степени с надписью «За храбрость» (1914), Святого Владимира 4-й степени с мечами и бантом (ВП от 13.11.1915), Святого Станислава 2-й степени с мечами (ВП от 02.09.1916), мечами и бантом к имеющимся орденам Святой Анны 3-й степени (ВП от 10.06.1916) и Святого Станислава 3-й степени (ВП от 12.08.1916). В 1915 году — капитан, в 1916 — подполковник.
С 1937 года Николай Николаевич Нестеров преподавал в Военной академии Красной Армии имени М. В. Фрунзе, заведовал в ней кафедрой тыла, был утверждён в должности доцента; полковник, беспартийный. Во время Великой Отечественной войны неоднократно ездил в командировки в Действующую армию. Собранный и обобщённый Нестеровым материал лёг в основу научного сборника, посвящённого работе тыла во время Великой Отечественной войны. Кроме того, был автором большого количества других научных работ. Под его руководством кафедра тыла стала одной из ведущих кафедр академии[1]. С 1944 года — генерал-майоринтендантской службы.
За годы службы в Красной Армии был награждён орденом Ленина (21.02.1945, за выслугу лет), двумя орденами Красного Знамени (03.11.1944, за выслугу лет и 20.06.1949, за многолетнюю безупречную службу), орденом Красной Звезды (07.12.1943), медалями «XX лет Рабоче-Крестьянской Красной Армии» (1939), «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941—1945 гг.» (1945), «30 лет Советской Армии и Флота» (1948).
.svg){kind=small}
