Родилась в 1925 году в городе Краснодаре. В рядах Красной Армии с 1942 года, призвана Краснодарский ГВК. С июня 1943 года в действующей армии (Северо-Кавказский фронт). Осенью 1944 года была ранена.

27 января 1944 года стрелок взвода снайперов 570-го стрелкового полка (227-я стрелковая Темрюкская дивизия, 16-й стрелковый корпус, Отдельная Приморская армия) старший сержант Н. С. Коваленко представлена командованием части к первой награде за уничтожение 21 фашиста. Приказом № 3/н от 5 февраля 1944 года по 227-й стрелковой дивизии награждена орденом Красной Звезды.

12 ноября 1944 года снайпер 570-го стрелкового Севастопольского полка (227-я стрелковая Темрюкская Краснознамённая дивизия, 2-й Украинский фронт) старший сержант Н. С. Коваленко представлена командованием части к ордену Отечественной войны 2-й степени за уничтожение 7 фашистов в боях за город Сольнок. Приказом № 1/н от 3 января 1945 года по 227-й стрелковой дивизии награждена орденом Славы 3-й степени.

Данных об окончательном боевом счёте снайпера Н. С. Коваленко (которой некоторыми источниками приписывается до 100 уничтоженных врагов), пока не найдено.

*     *     *

Из материалов прессы послевоенных лет:

Их было 36 отважных кубанских комсомолок, добровольно ушедших на фронт и впоследствии составивших снайперский взвод 570-го стрелкового полка. Многие из них уничтожили по несколько десятков вражеских солдат и офицеров, а боевой счёт Гали Колдеевой, Нины Ковленко, Зины Голифастовой, Ани Бессарабовой и Любы Вишнецкой приблизился к сотне.

Подвигу кубанских девушек-снайперов, воевавших на Кубани, в Крыму, в Молдавии, Румынии, Венгрии и Чехословакии, рассказал в своей книге "Уходили на войну девчата" майор запаса А. Костенков.