Родился 7 января 1923 года в селе Красный Лиман (Краснолиманский район Воронежской области). Окончил 7 классов средней школы и Воронежский аэроклуб. В январе 1941 года добровольно вступил в ряды Красной Армии, призван Воронежским ГВК. В 1941 году окончил Краснодарскую военную авиационную школу лётчиков. С 7 сентября 1941 года - пилот 16-го ЗИАП (ВВС Приволжского военного округа). С 3 января по 17 апреля 1942 года проходил переучивание на новую технику в 27-м ЗИАП (ВВС Архангельского военного округа). Затем убыл в распоряжение Отдела кадров ВВС 8-й Армии.

С 25 мая 1942 года сержант Н. Ф. Воротников - лётчик 196-го ИАП (275-я ИАД). С 16 февраля 1943 года - старший лётчик, с 20 марта 1943 года - командир звена, с 24 января 1944 года - заместитель командира эскадрильи. Летал на "Киттихауке и "Аэрокобре". Имел лёгкое ранение левой руки.

15 июня 1944 года заместитель командира эскадрильи, он же штурман эскадрильи 196-го истребительного авиационного полка (275-я истребительная авиационная дивизия, 13-я Воздушная армия, Ленинградский фронт) лейтенант Н. Ф. Воротников погиб в авиационной катастрофе: при выполнении боевого задания в районе Ладожского озера столкнулся при перестроении с самолётом старшего лейтенанта И. П. Нестеренко. Всего выполнил около 180 боевых вылетов, провёл около 25 воздушных боёв, в которых сбил лично 7 и в составе пары 1 самолёт противника.

Награждён орденами: Отечественной войны 1-й степени (17.06.1944), Красной Звезды (20.02.1943); медалями: "За отвагу" (13.02.1943), "За оборону Ленинграда" (10.07.1943).

Список известных воздушных побед Н. Ф. Воротникова:

Д а т а	Противник	Место падения самолёта или проведения воздушного боя	Свой самолёт
15.01.1943	1  ФВ-190	Манушкино	"Киттихаук"
19.02.1943	1  ФВ-190	Рождественно
29.07.1943	1  ФВ-190	Ивановское	"Аэрокобра"
	1  Ме-110  (в паре)	Мга
19.05.1944	1  "Фиат"	западнее станция Япиля
09.06.1944	1  Ме-109	Кивеннапа
	1  "Фиат"	Большое Кайдалово
13.06.1944	1  "Брюстер"	восточнее станция Кемря
Всего сбитых самолётов - 7 + 1;  боевых вылетов - около 180;  воздушных боёв - около 25.

Из фотоматериалов военных лет:

Из материалов прессы военных лет: