С апреля 1942 года до победы над Германией в Великой Отечественной войне сражался в составе авиации дальнего действия, выполняя боевые задачи в глубоком тылу противника в интересах Верховного Главнокомандования, а также Ленинградского, Сталинградского, Западного, Прибалтийских, 1-го Белорусского и других фронтов.
Звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 4421) гвардии капитану Фомину Николаю Ивановичу присвоено 19 августа 1944 года за 259 боевых вылетов, нанесение большого урона противнику и проявленные при этом доблесть и мужество.
В 1960 году Николай Иванович окончил Военно-Воздушную академию[2]. Умер 13 июня 1988 года. Похоронен в посёлке Монино Щёлковского района Московской области на Гарнизонном кладбище.