Родился 1 июля 1922 года в деревне Чунаки (ныне Малосердобинский район Пензенской области). Окончил среднюю школу. С 19 января 1941 года в рядах Красной Армии, призван Витебским РВК (Витебская область Белорусской ССР). Окончил военную авиационную школу лётчиков.

С 14 июня 1943 года младший лейтенант Н. А. Марисаев в действующей армии. Воевал в 5-м Гвардейском ИАП. Боевую работу вёл на Юго-Западном и 3-м Украинском фронтах (в составе 17-й Воздушной армии), летая на Ла-5.

30 октября 1943 года лётчик 2-й эскадрильи 5-го Гвардейского истребительного авиационного полка (11-я Гвардейская истребительная авиационная дивизия, 1-й Гвардейский смешанный авиационный корпу Резерва СВГК, 17-я Воздушная армия, 3-й Украинский фронт) Гвардии младший лейтенант Н. А. Марисаев погиб при выполнении боевого задания в районе Верховцево - Милорадовичи. Всего совершил около 60 боевых вылетов, провёл более 20 воздушных боёв и сбил лично 7 самолётов противника. Похоронен в городе Верховцево (Верхнеднепровский район Украины).

Награждён орденом Отечественной войны 1-й степени (31.08.1943).