После окончания Власовской школы-семилетки Николай Степанович работал в колхозе. В двадцатилетнем возрасте уехал в Москву, где стал работать на заводе и одновременно учиться в аэроклубе. В 1939 году был направлен в военную авиационную школу пилотов г. Борисоглебска, которую окончил в мае 1940 года. После учебы служил в 43-м истребительном авиационном полку ВВС Киевского военного округа.

С первых дней войны младший лейтенант Котлов участник боёв на фронтах в составе 43-го истребительного авиационного полка.

24 февраля 1942 года во время взлёта потерпел катастрофу. Более полугода Николай Степанович провел в госпитале. После лечения сильно хромал, мог ходить только с палкой (после ряда операций нога стала на 7 см короче). Казалось, что с лётной профессией покончено навсегда. Но в октябре 1942 года он добился возвращения на фронт.

2 июня 1943 года заместитель командира эскадрильи, 55-го Гвардейского истребительного авиаполка 1-й гвардейской истребительной авиадивизии, гвардии старший лейтенант Н. С. Котлов погиб в воздушном бою при отражении массированного налёта фашистской авиации на Курск.

В этот роковой день Николай Степанович одержал 5 воздушных побед! Посмертно был представлен к званию Героя Советского Союза, но не получил его.

За время войны Николай Степанович совершил 257 боевых вылетов. Летал на самолётах: И-153, И-16 и Як-1.

Награждён орденами Красного Знамени и Отечественной войны 1-й степени, медалью «За оборону Сталинграда».

В марте 2005 года Ушаковской средней школе Лотошинского района присвоено имя лётчика-истребителя Николая Степановича Котлова.