Родился 17 (30) апреля 1917 года в деревне Красково (ныне Пустошкинский район Псковской области). С 1927 года жил в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург). В 1932 году окончил 7 классов, в 1934 году - школу фабрично-заводского ученичества (ФЗУ), в 1936 году - 3 курса Ленинградского электромеханического рабфака. В 1934-1937 гг. работал слесарем-инструментальщиком на Ленинградском механическом заводе № 1, в 1937-1938 гг. был председателем комитета физкультуры в добровольном спортивном обществе "Рот-фронт". В 1937 году окончил Ленинградский аэроклуб. С 4 ноября 1938 года в рядах Красной Армии. В 1940 году окончил Чугуевскую военную авиационную школу лётчиков, затем Кировабадские высшие курсы лётной подготовки и воздушной стрельбы. Служил помощником комиссара эскадрильи, командиром звена и заместителем командира эскадрильи в частях ВВС Западного Особого военного округа.

С 22 июня 1941 года младший лейтенант Н. А. Козлов в действующей армии: в должности заместителя командира эскадрильи 162-го ИАП (43-я ИАД и 60-я САД), летал на И-16 и МиГ-3. Участвовал в оборонительных боях в Белоруссии и на Брянском направлении. 24 сентября 1941 года на подступах к городу Брянску вступил в бой с 5 бомбардировщиками противника Ю-88. В ходе боя сбил один из "Юнкерсов" огнём бортового оружия. Вскоре боеприпасы кончились. Увидев, как другому Ю-88 удалось прорваться к железнодорожной станции, довернул свой истребитель и зашёл в атаку со стороны солнца. Настигнув врага, нанёс по нему удар своим самолётом. Во время тарана сам был тяжело ранен в левую ногу, приземлился на парашюте. До декабря 1941 года находился на излечении в госпитале города Ульяновска.

С февраля 1942 года - заместитель командира эскадрильи 439-го ИАП (102-я ИАД Сталинградского района ПВО), где продолжал летать на МиГ-3. 25 мая 1942 года вылетел на перехват вражеского воздушного разведчика. В районе города Морозовск (Ростовская область) на высоте 9500 метров обнаружил Ю-88, направлявшийся в сторону Сталинграда. Догнав противника, вступил с ним в бой. Отстреливаясь, "Юнкерс" перешёл в крутое пикирование. Козлов последовал за ним. Догнав противника, зашёл ему в хвост, но от перегрузки перекосило ленты пулемётов. Тогда Козлов решил пойти на таран, догнал его у кромки облаков и винтом отрубил хвостовое оперение. "Юнкерс" рухнул на землю, а МиГ-3 совершил вынужденную посадку возле Морозовска. Подоспевшие колхозники помогли лётчику выбраться из кабины, он был легко ранен. Несколько дней провёл в госпитале города Сталинграда. С июня 1942 года - командир эскадрильи 788-го ИАП (той же 102-й ИАД ПВО), летал на Як-1.

К сентябрю 1942 года командир эскадрильи 788-го истребительного авиационного полка (102-я истребительная авиационная дивизия, ПВО Территории Страны) капитан Н. А. Козлов совершил 495 боевых вылетов, в 101 воздушном бою сбил лично 13 и в составе пары 1 самолёт противника (в наградном листе говорится о 12 личных и 5 групповых победах). За эти подвиги был представлен к высшей награде страны.

С октября 1942 года - командир эскадрильи 910-го ИАП (101-я ИАД ПВО), летал на Як-1 и Як-7. Осуществлял воздушное прикрытие железнодорожных узлов в Воронежской области. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 февраля 1943 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 702).

С августа 1943 года воевал в составе 907-го ИАП (Западный и Северный фронты ПВО), летал на Ла-5 и Ла-7. С 4 сентября 1943 года майор Н. А. Козлов - командир этого полка. Осуществлял воздушное прикрытие прифронтовых коммуникаций во время битвы за Днепр, освобождения Правобережной Украины, Корсунь-Шевченковской, Белорусской и Берлинской операций.

К 9 мая 1945 года командир 907-го истребительного авиационного полка (148-я истребительная авиационная дивизия ПВО, 5-й Корпус ПВО, Западный фронт ПВО) подполковник Н. А. Козлов совершил 620 боевых вылетов, провёл 130 воздушных боёв, сбил лично 16 и в составе группы 3 самолёта противника.

После окончания войны продолжал служить в ВВС. До марта 1948 года продолжал командовать 907-м ИАП ПВО. В ноябре 1948 года окончил Липецкие высшие офицерские лётно-тактические курсы ВВС. В 1948-1950 гг. - командир истребительного авиаполка ПВО (в Московском округе ПВО). С февраля 1950 по сентябрь 1952 гг. - командир 15-й Гвардейской ИАД ПВО (в Московском районе ПВО). С октября 1950 по март 1952 гг. находился в Китае, выполняя задачи ПВО и обучая китайских лётчиков полётам на реактивной технике.

В 1954 году окончил Военную академию Генерального штаба. В августе-сентябре 1954 года - заместитель командующего истребительной авиацией Куйбышевского корпуса ПВО. В сентябре 1954 - ноябре 1957 гг. - командир 37-го ИАК ПВО (в Московском округе ПВО). С 1957 года - заместитель по боевой подготовке, в 1959-1960 гг. - 1-й заместитель командующего 52-й ВИА ПВО (в Московском округе ПВО). В 1960-1962 гг. - заместитель командующего авиацией Московского округа ПВО. С ноября 1962 года - представитель по ПВО и ВВС, а в сентябре 1963 - мае 1965 гг. - помощник представителя по ВВС и ПВО Главного командования Объединёнными вооружёнными силами государств - участников Варшавского договора в Болгарской Народной Армии. В 1965-1968 гг. - заместитель командующего 2-й Отдельной армией ПВО (Белоруссия), в 1968-1976 гг. - 1-й заместитель начальника боевой подготовки Войск ПВО страны. С 19 апреля 1976 года генерал-майор авиации Н. А.Козлов - в запасе. Жил в Москве. Написал книгу воспоминаний "В огне сражений" (Грозный, 1968 год). Умер 11 июля 2005 года, похоронен на Кунцевском кладбище.

Награждён орденами: Ленина (14.02.1943), Красного Знамени (25.04.1944, 22.02.1968), Александра Невского (23.08.1944), Отечественной войны 1-й степени (05.11.1942, 11.03.1985), Красной Звезды (18.09.1941, 05.11.1954, 21.02.1974); медалями, в том числе "За боевые заслуги" (20.06.1949); иностранными наградами.

Список известных воздушных побед Н. А. Козлова:

Д а т а	Противник	Место падения самолёта или проведения воздушного боя	Свой самолёт
23.06.1941	1  Ме-110	аэродром Барановичи	И-16
21.08.1941	1  Ю-88	Брянск	МиГ-3
01.09.1941	1  Ме-109	Жуковка
05.09.1941	1  Ю-88	Брянск
07.09.1941	1  Ме-109	Рековичи
10.09.1941	1  Ме-110	станция Белоглавая
15.09.1941	1  Ю-87	станция Сельцо
20.09.1941	1  Хш-126  (в паре)	Жуковка
24.09.1941	2  Ю-88  (один сбит тараном)	Цементная
25.05.1942	1  Ю-88  (сбит тараном)	Морозовск
03.08.1942	1  До-215	Калач	Як-1
04.08.1942	2  Ю-88	северо-западнее Абганерово
10.01.1943	1  ФВ-200  (в группе 1/3)	восточнее Венцы
28.03.1943	1  Ю-88	западнее Тим
29.03.1943	1  Ю-88	южнее Тим
17.07.1943	1  Ю-88	юго-западнее Касторное
07.08.1943	1  Ю-88  (в паре)	западнее станция Солнцево	Ла-5
Всего сбитых самолётов - 16 + 3;  боевых вылетов - 620;  воздушных боёв - 130.

Из фотоматериалов разных лет:

Из материалов прессы военных лет:

Из материалов прессы послевоенных лет: