Родился 7 июля 1911 года в городе Днепропетровск (ныне административный центр Днепропетровской области Украины). Окончил среднюю школу. С сентября 1933 года в рядах Красной Армии, призван Днепропетровским РВК. Окончил военную авиационную школу лётчиков. Служил в строевых частях ВВС.

Участник Советско-Финляндской войны с 1 по 13 марта 1940 года в составе 148-го ИАП (59-я ИАБР, ВВС 7-й Армии, Северо-Западный фронт). В небе Карельского перешейка старший лейтенант Н. Н. Черненко совершил несколько боевых вылетов на И-153, воздушных побед не имел.

Затем продолжал служить в 148-м ИАП, который базировался на аэродроме Либава в Прибалтийском Особом военном округе.

С 22 июня 1941 года старший лейтенант Н. Н. Черненко в действующей армии: в должности заместителя командира эскадрильи 148-го ИАП. Воевал на Северо-Западном фронте (в составе 6-й САД), летая на И-153. 1 июля 1941 года не вернулся с боевого задания на разведку из района Модона (Латвия), числился пропавшим без вести. Позднее нашёлся, оказался раненым в область бедра левой ноги, лечился в госпитале.

С 31 марта 1942 года воевал уже в 580-м ИАП. Вёл боевую работу на Северо-Западном фронте (в составе 6-й Ударной авиагруппы СВГК), летая на Як-1. С 19 июня 1942 года полк убыл в 6-й ЗИАП Приволжского военного округа (город Рассказово, Тамбовской области) на доукомплектование.

4 июня 1942 года капитан Н. Н. Черненко был назначен на должность штурмана в 427-й ИАП. Воевал на Юго-Западном фронте (в составе 206-й ИАД, 8-й Воздушной армии), летая на Як-1 и Як-7Б. 18 июля 1942 года полк убыл на доукомплектование в 13-й ЗИАП Приволжского военного округа (город Кузнецк). С 15 октября 1942 года вёл боевую работу на Калининском фронте (в составе 292-й ШАД, 3-й Воздушной армии). 20 апреля 1943 года полк убыл на очередное доукомплектование в 16-й ЗИАП Приволжского военного округа (город Аткарск, Саратовской области). С 8 мая 1943 года приступил к боевой работе на Воронежском фронте (в составе 294-й ИАД, 2-й Воздушной армии).

С июля 1943 года майор Н. Н. Черненко командовал 193-м ИАП (302-я ИАД, 2-я Воздушная армия, Воронежский фронт), где летал на Ла-5. С 23 июля 1943 года вёл боевую работу на Степном фронте (в составе 5-й Воздушной армии).

9 сентября 1943 года вернулся в 427-й ИАП. Воевал на Степном фронте, который 20 октября 1943 года был переименован во 2-й Украинский фронт (в составе 294-й ИАД, 5-й Воздушной армии), летая на Як-7Б и Як-9.

8 января 1944 года штурман 427-го истребительного авиационного полка (294-я истребительная авиационная дивизия, 4-й истребительный авиационный корпус, 5-я Воздушная армия, 2-й Украинский фронт) майор Н. Н. Черненко не вернулся с боевого задания из района Вольный Гай (Запорожская область Украины). Всего совершил около 150 боевых вылетов, провёл около 30 воздушных боёв, сбил лично 7 и в составе группы 3 самолёта противника.

Награждён орденами: Красного Знамени (23.11.1942, 29.04.1943), Отечественной войны 1-й степени (02.09.1943).