С апреля 1943 года — начальник УКР Смерш Степного военного округа и 1-го Украинского фронта. В октябре 1946-го назначен начальником УКР МГБ Центральной группы войск. С июня 1947 года — начальник Управления КР МГБ ГСОВГ. С ноября 1947-го — начальник 3-го Главного управления МГБ СССР.

31 декабря 1950 года был назначен заместителем министра госбезопасности СССР по милиции.

В августе 1951 года снят с работы и в ноябре того же года арестован. Освобожден в декабре 1953-го. В 1954-м уволен из органов по фактам, дискредитирующим звание начсостава органов госбезопасности, и лишен генеральского звания.

В сентябре 1941 года Н. А. Королев был назначен заместителем начальника Управления особых отделов НКВД Западного фронта (ЗФ). До 30 июня 1941 года им командовал генерал армии Д. Г. Павлов, который был отстранен от командования и 4 июля арестован. Всю вину за поражение войск нарком обороны СССР возложил на командование фронта. После непродолжительного следствия Павлова с группой других генералов приговорили к расстрелу.

2 июля новым командующим фронта был назначен нарком обороны СССР маршал А. И. Тимошенко, его сменяли генерал-лейтенант А. И. Еременко, генерал-полковник И. С. Конев, генерал армии Г. К. Жуков. Это был самый ответственный фронт, так как неприятельская группа армий «Центр» была нацелена на взятие Москвы. После тяжелого поражения дивизий РККА в Смоленском сражении для противника открывалась прямая дорога к советской столице. Спас город Третий Стратегический эшелон фронта Резервных армий. 24 июля Западный фронт разделили, сформировав Центральный и Брянский фронты. Однако 30 июля 1941 года вновь появился Западный фронт под командованием сначала А. И. Тимошенко, а потом И. С. Конева и, наконец, Г. К. Жукова. Под командованием последнего войска ЗФ в январе 1942 года перешли в решительное наступление. Немца отбросили от Москвы на 100–200 километров.

В непрекращающихся боях погибли сотни тысяч солдат и командиров РККА. Черное крыло смерти не обошло и военных контрразведчиков. Н. А. Королеву приходилось мотаться по частям и соединениям, выполняя оперативные поручения своего руководства и командования. Армейским чекистам теперь нужно было действовать в боевой обстановке, перестраиваясь, как говорится, на ходу. Опыт набирался под огнем невиданной доселе войны. По данным германских источников, в ходе боев с 9 июля по 16 ноября 1941 года советские войска потеряли пленными 2 млн 465 тыс. человек. Этот контингент спецслужбы активно использовали в подрывной деятельности против Красной армии. Армейские чекисты, несмотря на участие с оружием в руках в боевых порядках войск, продолжали заниматься своей рутинной работой — разработкой агентуры противника. Появились успехи — подразделениями Особого отдела ЗФ были разоблачены сотни агентов абвера и других спецслужб фашистской Германии, массово забрасываемых в тыл Красной армии. А обстановка была сложная. Так, в одной из телефонограмм Особого отдела ЗФ о прорыве противника в районе Бородино от 15 октября 1941 года говорилось:

В январе 1942 года Королева назначают руководить Особым отделом НКВД СССР Северо-Западного фронта (СЗФ). Это было время проведения Демянской операции, которая позволила к концу февраля 1942 года разъединить Старорусскую и Демянскую группировки противника, а шесть дивизий в районе Демянска были окружены. Однако вскоре немецкое командование восстановило связь со своими войсками и сумело вывести их из котла.

В докладной записке Особого отдела НКВД Северо-Западного фронта «О недочетах в боевых действиях 1-й Ударной армии», адресованной своему непосредственному руководителю комиссару ГБ 3-го ранга В. С. Абакумову, начальник ОО НКВД СЗФ старший майор ГБ Н. А. Королев 3 марта 1942 года сообщал:

«Имеющиеся в ОО НКВД Северо-Западного фронта материалы свидетельствуют о том, что серьезные недостатки и ошибки, выявившиеся в ходе боевых действий 1-й Ударной армии под Москвой, не только не были учтены и устранены с переходом армии в состав СЗФ, но, наоборот, вновь повторяются…»

Далее в докладной записке перечислялись восемь пунктов с конкретикой неустраненных недостатков. Анализ их был построен на материалах, полученных от компетентных помощников. Но эти недостатки фиксировались не холодным безразличным взглядом стороннего наблюдателя, а коллективом военных контрразведчиков, искренне болеющих за повышение боеготовности армии с целью сокращения боевых потерь при столкновениях с противником из-за разгильдяйства отдельных командиров.

В конце начальник Особого отдела НКВД старший майор ГБ Н. А. Королев внес на рассмотрение Военного совета следующие вопросы:

1. О выделении армии дополнительных средств зенитной артиллерии и истребительной авиации для прикрытия наземных частей.

2. Об оказании армии практической помощи в перебазировании головных складов и баз ближе к линии фронта.

3. Об ускорении пополнения армии личным составом, автотранспортом, а также артиллерийскими и обозными лошадьми.

Все это говорит о понимании проблем, стоящих перед 1-й Ударной армией фронта, которые медленно решались по разным причинам, в том числе из-за боязни командования просить у руководителей фронта, а тем более Ставки ВГК реально необходимой помощи. Анализ подобных материалов показывал, что сами командиры часто обращались за помощью в этих вопросах к руководителям особых отделов НКВД, авторитет которых в то суровое время был довольно- таки высок в армейской среде.

20 ноября 1943 года СЗФ был расформирован, а его управление вывели в резерв Ставки ВГК. В связи с организационно-штатными мероприятиями Королева направляют на новое место службы — начальником УКР Смерш Северо-Кавказского фронта. Время было тяжелое — на войне как на войне — со смелостью рядом по окопам ходила и трусость. Из воспоминания подчиненного генерал-майора Н. А. Королева старшего оперуполномоченного капитана Л. Г. Иванова:

«Однажды мы задержали какого-то одинокого высокого человека, пожилого, интеллигентного вида, одетого в деревенские штаны, рубаху и лапти. В руках он нес висящий на веревочке горшок с водой. Спрашиваем его: кто такой?

Отвечает — я такой-то, командир дивизии. Дивизия была разбита в степях под Ростовом, из личного состава многие погибли. Другие разбрелись кто куда.

Спрашиваем — как вы докажете, что являетесь командиром дивизии?

Старик тяжело вздохнул, сел прямо на землю и снял лапоть. Из-под стельки он достал удостоверение личности, партбилет и звезду Героя Советского Союза. Мы не имели времени заниматься его проверкой, сказали только, чтобы он шел в направлении Сталинграда. Снабдили его картой, дали покушать…»