Родился в 1918 году в деревне Горбово (ныне Угличский район Ярославской области). Окончил среднюю школу. С 1940 года в рядах Красной Армии, призван Угличским РВК. В 1941 году окончил военную авиационную школу пилотов. Служил лётчиком-инструктором в Ульяновской и Цнорис-Цхальской ВАШП.

С 17 сентября 1942 года сержант Н. Д. Баланин в действующей армии. Воевать начал в должности пилота 2-й эскадрильи 40-го ИАП (8 февраля 1943 года преобразован в 41-й Гвардейский ИАП), летал на И-16. Боевую работу начал на Закавказском фронте (в составе 216-й ИАД; с 19 октября 1942 по 13 января 1943 гг. - в оперативном подчинении командования 4-го Гвардейского Кубанского казачьего кавалерийского корпуса). 25 февраля 1943 года полк был выведен в тыл на доукомплектование и переучивание. В 14-м ЗИАП Московского военного округа (город Иваново) освоил новую технику. С 12 мая 1943 года приступил к боевой работе на Воронежском фронте (в составе 217-й ИАД, 2-й Воздушной армии), летая уже на Ла-5. 2 июня 1943 года в воздушном бою был легко ранен. 12 июля 1943 года переведён в 19-й ИАП, который находился в резерве 2-й Воздушной армии (боевой работы не вёл, занимался по плану учебно-боевой подготовки), а 4 августа 1943 года убыл на аэродром Чкаловское (Московский военный округ) в распоряжение Командующего ВВС КА (боевой работы тоже не вёл).

24 августа 1943 года старший лётчик 19-го истребительного авиационного полка Гвардии младший лейтенант Н. Д. Баланин погиб в авиационной катастрофе. Всего совершил 167 боевых вылетов (включая 64 на штурмовку), провёл 43 воздушных боя и сбил лично 7 самолётов противника (в последнем наградном листе говорится о 6 личных и 4 групповых победах).

Награждён орденами: Красного Знамени (11.08.1943), Красной Звезды (23.12.1942); медалью "За отвагу" (22.02.1943).