Родился 20 мая 1922 года в селе Великоцк ныне Меловского района Луганской области (Украина) в семье крестьянина. Украинец. Окончил 7 классов, работал трактористом и шофёром в совхозе. Призван в армию Успенским райвоенкоматом Ворошиловградской области в июне 1941 года.

В действующей армии – с июля 1941 года. Воевал на Южном, Закавказском, Юго-Западном, 3-м, 2-м и 1-м Украинских фронтах.

На 2-м Украинском фронте в составе 52-й армии участвовал в Уманско-Ботошанской наступательной операции (5 марта – 17 апреля 1944 года) и освобождении Умани; в составе 4-й гвардейской армии участвовал в Ясско-Кишиневской стратегической операции (20 – 29 августа 1944 года) и освобождении Кишинева, за что 32-й артиллерийский полк получил наименование Кишиневского.

Разведчик-наблюдатель 1-й батареи 1-го дивизиона 32-го артиллерийского полка красноармеец Н.Н.Назаренко в период обороны в районе села Петрешты (Унгенский район Молдавии) обнаружил дзот, 2 станковых пулемета. 24 августа 1944 года в районе села Селешты, принимая участие в отражении контратаки противника, из личного оружия уничтожил 2 гитлеровцев. Был награжден медалью «За боевые заслуги».

На 1-м Украинском фронте участвовал в Сандомирско-Силезской наступательной операции (с 12 января 1945 года) – составной  части Висло-Одерской стратегической операции.

31-я стрелковая дивизия в составе 52-й армии была введена в бой 12 января 1954 года с Сандомирского плацдарма (северо-западнее города Баранув) и после прорыва обороны противника  наступала на север-запад, в направлении Хмельник, Радомско. Затем, стремительно преследуя отступающего противника, она повернула на запад и, вместе с другими соединениями армии взяв города  Питшен (Бычины) и Бернштадт (Берутув), 23 января вышла к Одеру юго-восточнее города-крепости  Бреслау (Вроцлав), в нескольких километрах от города.

Н.Н.Назаренко отличился при форсировании Одера и в боях на захваченном плацдарме.

25 января 1945 года в расчете орудия сержанта Г.Х.Латыпова под сильным артиллерийским и минометным огнем противника форсировал реку Одер в районе населенного пункта Штайне (ныне Каменец-Вроцлавски)  юго-восточнее Бреслау. После выхода из строя нескольких номеров расчета занял место заряжающего и в течение 16 часов отразил 12 контратак противника. Противник обрушил на орудие шквал огня. Одной из мин 4 человека, в том числе и командир орудия, были убиты. Оставшийся в живых Н.Н.Назаренко, заняв место наводчика, продолжал один вести огонь по наседавшему противнику. Огонь вел до последней минуты, пока не был тяжело ранен в обе ноги.

Был доставлен в госпиталь, где в тот же день скончался от ран. Похоронен в поселке Кларенкранст – ныне Хжонстава Дольношлёнского (Нижнесилезского) воеводства.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 апреля 1945 год за мужество и героизм, проявленные при форсировании реки Одер и в боях на захваченном плацдарме, красноармейцу Назаренко Николаю Николаевичу присвоено звание Героя Советского Союза (посмертно).

Тем же Указом звание Героя Советского Союза присвоено сержанту Латыпову Габдрахману Хакимовичу.

Награжден орденом Ленина (10.04.1945), медалью «За боевые заслуги» (10.09.1944).

В школе села Великоцк был создан музей Героя.