Родился 26 декабря 1910 года в селе Гуляй-поле (Гуляй-Польский район Днепропетровской области Украины). Работал сельским корреспондентом, принимал участие в организации колхозов, был секретарём комсомольской ячейки в сельхозкоммуне, работал секретарём комитета комсомола совхоза в Гуляй-поле, избирался членом бюро райкома комсомола Пологовского района. С 21 августа 1933 года в рядах Красной Армии (мобилизован по спецнабору с 1-го курса комвуза города Днепропетровска). В 1934 году окончил Роганьскую (ныне Харьковскую) военную авиационную школу лётчиков. Обучал лётному делу курсантов Руставской ВАШП. С 1939 года - командир звена, с 1940 года - командир отряда. В октябре 1942 года капитан Н. Ф. Исаенко был назначен заместителем командира 170-го ИАП (ВВС Закавказского военного округа), но пробыл в этой должности всего несколько дней (полк был расформирован). В ноябре 1942 года назначен заместителем командира 267-го ИАП, который проходил переформирование и переучивание в 26-м ЗИАП (село Барчало, Грузия).

С 2 марта 1943 года в действующей армии: в составе 267-го ИАП (5-я Воздушная армии, ВВС Северо-Кавказского фронта), летал на ЛаГГ-3. Дважды был легко ранен в воздушных боях (24.03.1943 и 23.05.1943). С июня 1943 года служил штурманом и одновременно инспектором по технике пилотирования 236-й ИАД (ВВС Северо-Кавказского, Южного и 4-го Украинского фронтов), где летал на "Спитфайре" VВ и "Аэрокобре". С 16 июня 1944 года командовал 611-м ИАП (236-я ИАД) на 3-м Украинском и 1-м Украинском фронтах. Летал на Як-1, Як-9 и Як-3.

К 9 мая 1945 года командир 611-го истребительного авиационного полка (288-я истребительная авиационная дивизия, 17-я Воздушная армия, 3-й Украинский фронт) подполковник Н. Ф. Исаенко совершил 274 боевых вылета, в воздушных боях сбил лично 14 и в составе пары 2 самолёта противника.

После окончания войны продолжал служить на различных должностях в ВВС. С 30 апреля 1951 года подполковник Н. Ф. Исаенко - в запасе. Написал книгу воспоминаний - "Вижу противника!"  (Политиздат, 1981 год).

Награждён орденами: Ленина (23.02.1948), Красного Знамени (25.04.1943, 20.09.1944, 03.11.1953, 22.02.1955), Александра Невского (12.05.1945), Отечественной войны 1-й степени (30.10.1943), Красной Звезды (23.11.1942, 20.06.1949, 29.04.1954); медалями, в том числе "За боевые заслуги" (03.11.1944).