Родился в 1912 году в станице Николаевской (Северная Осетия). Рано оставшись сиротой, воспитывался в детском доме города Орджоникидзе. Там же окончил школу фабрично-заводского ученичества (ФЗУ). Работал столяром и слесарем на паровозоремонтном заводе в Ростове-на-Дону. В 1933 году окончил Ростовский аэроклуб, учился в школе лётчиков Осоавиахима. С 1934 года в рядах Красной Армии. В 1935 году окончил Качинскую военную авиационную школу лётчиков. В звании лейтенанта служил в составе 35-й истребительной авиационной эскадрильи (56-я истребительная авиационная бригада, Киевский военный округ).

Участник гражданской войны в Испании с 31 мая 1937 года по 28 января 1938 года в составе 1-й истребительной эскадрильи. Был пилотом, затем командиром звена И-15. За 150 боевых вылетов и 2 лично сбитых самолёта противника (истребители "Фиат") удостоен двух орденов Красного Знамени, медали "XX лет РККА", получил звание капитана. Также имел на счету 4 групповые победы.

С 1939 года был командиром эскадрильи 2-го ИАП Киевского особого военного округа. В январе 1940 года его эскадрилья вошла в состав 38-го ИАП Отдельной авиационной группы в Эстонии. С 18 декабря 1939 года по 12 марта 1940 года принимал участие в Советско-Финляндской войне. Произвёл 35 (по другим источникам 32) боевых вылетов на И-153, побед не имел. Награждён орденом Ленина.

С июня 1941 года майор Н. Г. Соболев на фронтах Великой Отечественной войны, командовал эскадрильей 38-го ИАП (3 мая 1942 года преобразован в 21-й Гвардейский ИАП), в июне 1942 года назначен командиром полка. Летал на И-153, ЛаГГ-3 и Як-1. В сентябре 1943 года Гвардии подполковник Н. Г. Соболев назначен заместителем командира 304-й истребительной авиационной дивизии (27 октября 1944 года преобразована в 23-ю Гвардейскую ИАД), летал на "Аэрокобре". В ноябре 1944 года отозван с фронта и направлен на учёбу в Военно-Воздушную академию. К тому времени выполнил 193 боевых вылета, провёл 65 воздушных боёв, в которых сбил лично 8 и в составе группы 10 самолётов противника.

После войны командовал полком, был командиром авиационной дивизии на Камчатке, осваивал реактивную технику. Уволен из ВВС после конфликта с НКВД. Жил в Воронеже. Умер в 1996 году.

Награждён орденами: Ленина (23.02.1941), Красного Знамени (03.11.1937, 02.03.1938, 15.05.1942, 12.07.1942), Отечественной войны 1-й степени; медалями, в том числе: "XX лет РККА" (23.02.1938), "За боевые заслуги" (03.11.1944), "За победу над Германией" (09.05.1945).