Николай Сухарев воевал на Юго-Западном, Донском, Сталинградском и 1-м Белорусском фронтах. Участвовал в Сталинградской битве, Барвенковско-Лозовской, Никопольско-Криворожской, Березнеговато-Снигирёвской, Одесской, Люблин-Брестской, Варшавско-Познанской и Берлинской наступательных операциях. Награждён медалями «За боевые заслуги», «За отвагу», орденами Славы трёх степеней.
Во время боев в Сталинграде с 1 октября по 28 декабря 1942 года Николай выполнял обязанности связного штаба 112-го гвардейского стрелкового полка. Неоднократно с риском для жизни под бомбёжкой и артиллерийским обстрелом он доставлял в штаб дивизии донесения и другие документы. Уничтожил семь солдат противника. Приказом командира полка награждён медалью «За боевые заслуги».
В 1943 году в ходе наступательных боёв в районе села Голая Долина Николай под огнём противника быстро доставлял боевые распоряжения в батальоны и донесения из батальонов в штаб полка. Тем самым он обеспечил стойкое управление подразделениями и своевременное принятие решений командиром полка в условиях меняющейся боевой обстановки. Приказом командира полка награждён медалью «За отвагу».
В дальнейшем Николай служил старшим разведчиком 87-го гвардейского артиллерийского полка. При подготовке к прорыву обороны противника на магнушевском плацдарме, ведя разведку противника с наблюдательного пункта, 14 января 1945 года выявил четыре станковых пулемёта, противотанковое орудие и два бронетранспортёра. Обнаруженные цели были поражены огнём артиллерии, что обеспечило успешное продвижение стрелковых подразделений. Приказом командира 39-й гвардейской стрелковой дивизии от 20 января 1945 года гвардии рядовой Сухарев награждён орденом Славы III степени.
В боях по уничтожению окружённой группировки противника в районе города Познань (ныне Великопольское воеводство, Польша) 29 января 1945 года Николай, действуя в составе штурмовой группы, ворвался в каменный дом, оборудованный под огневую точку, и уничтожил её гарнизон в количестве 15 человек. Два солдата и офицер противника были взяты в плен, захвачены два станковых и ручной пулемёты. Приказом командующего 8-й гвардейской армией от 9 апреля 1945 года гвардии рядовой Сухарев награждён орденом Славы II степени.
В последние дни апреля 1945 года в боях за населённые пункты Мариендорф и Темпельхоф (ныне в черте Берлина) Николай, корректируя огонь артиллерии, обеспечил уничтожение противотанкового орудия, более 10 огневых точек и двух снайперов врага. При форсировании канала Тельтов в составе штурмовой группы уничтожил значительное количество живой силы противника, взял в плен шесть гитлеровцев. Оказал первую помощь двум раненым и вынес их из боя.
«Николай Сухарев погиб 1 мая 1945 года в Берлине, на подступах к рейхстагу. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 15 мая 1946 года за образцовое выполнение боевых заданий командования в боях с немецко-фашистскими захватчиками на завершающем этапе Великой Отечественной войны гвардии рядовой Сухарев награждён орденом Славы I степени», — сообщается в материалах, которые хранятся в Первомайском краеведческом музее.
Имя полного кавалера ордена Славы занесено в списки погибших в мавзолее-памятнике «Советскому воину-освободителю» в Берлине.
Мемориальная доска в память о Герое Советского Союза установлена в парке Памяти и Славы в Первомайском.