Николай Фёдорович Горюнов родился 22 марта 1923 года в поселке Чаадаевка (ныне — Городищенский район Пензенской области) в рабочей семье. Русский.
Окончил восемь классов школы, работал счетоводом.
В декабре 1941 года - мобилизован в Рабоче-крестьянскую Красную Армию.
В 1942 году он окончил Моршанское пулемётно-миномётное училище. С октября 1942 года — на фронтах Великой Отечественной войны. Принимал участие в Изюм-Барвенковской, Донбасской, Нижнеднепровской, Никопольско-Криворожской, Березнеговато-Снигирёвской, Одесской, Выборгско-Петрозаводской, Ясско-Кишинёвской, Дебреценской, Будапештской и Венской операциях. В одном из боёв был ранен. К декабрю 1944 года старший лейтенант Николай Горюнов командовал батареей 107-го миномётного полка 3-й миномётной бригады 7-й артиллерийской дивизии прорыва Резерва Главного Командования 46-й армии 2-го Украинского фронта. Отличился во время форсирования Дуная
В ночь с 4 на 5 декабря 1944 года Горюнов в составе передовых штурмовых групп на подручных средствах переправился через Дунай к югу от венгерского города Эрчи. Находясь в боевых порядках стрелковых подразделений, он занимался обнаружением огневых точек противника и наводил на них огонь миномётов дивизиона. Благодаря эффективной корректировке была отражена контратака полка вражеской пехоты. При этом было уничтожено около роты немецких пехотинцев, 3 станковых пулемёта, подавлен огонь двух 81-миллиметровых артиллерийских батарей, что способствовало успешному расширению плацдарма до 4 километров в глубину
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 24 марта 1945 года за "мужество и героизм, проявленные при форсировании Дуная и в боях на захваченном плацдарме" старший лейтенант Николай Горюнов был удостоен высокого звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда"
Конец войны Горюнов встретил в австрийском городе Грац.
В 1946 году - уволен в запас. Вернулся на родину.
1951 году окончил Пензенскую областную партшколу, работал в аппарате КПСС в Чаадаевке.
Умер 4 июля 1986 года в селе Чаадаевка, Городищенский район, Пензенская область