Из всех видов спорта Гастелло предпочитал футбол — на заводе в Муроме ему удалось организовать настоящий футбольный турнир. Любил музыку, хорошо играл на гармошке, а после приобретения баяна без Николая уже не обходилось ни одно мероприятие в заводском клубе. В двадцать два года женился и девушку выбрал под стать себе. Они никогда не ругались и понимали друг друга с полуслова.

В 1930 году семья Гастелло перебралась в Подмосковье, где Николай устроился слесарем на завод им. 1 Мая. Быстро продвинулся в должности до нормировщика, однако к этому времени все его мечты уже сводились к небу. В 1932 году он поступил в 11-ю школу пилотов, после окончания которой был направлен в 82-ю эскадрилью 21-го авиационного полка, оснащенную самолетами И-5. Затем перешел в бомбардировочную авиацию, летал на нескольких типах боевых машин (Р-5, ТБ-1 и др.), а в марте 1937 года возглавил экипаж тяжелого корабля ТБ-3. С мая 1938 года Гастелло командовал уже целым отрядом тяжелых бомбардировщиков ТБ-3 из 1-го ТБАП.

Следует отметить, что летное мастерство пришло к Николаю далеко не сразу. Гораздо легче ему вначале давалась материальная часть — он постоянно с увлечением копался во внутренностях самолетов. Однако постепенно терпеливость и настойчивость помогли ему приобрести необходимые навыки и в пилотировании.

В Ростове, где базировался 1-й ТБАП, Гастелло пользовался всеобщим уважением среди однополчан, в первую очередь из-за черт своего характера. У него совсем не было врагов, поскольку в обращении с любыми людьми, независимо от их положения, он всегда оставался вежливым и тактичным. Хороший товарищ и скромный человек, Гастелло являлся и любимцем детворы, толпами собиравшейся на футбольные матчи полка. Его трудно было застать скучающим. Он постоянно был чем-то занят. В свободное время помогал жене по хозяйству, чинил сослуживцам разбитую на футбольном поле обувь, мастерил игрушки сыну и различные приспособления для дома. Например, он усовершенствовал электрический звонок у входной двери, который стал затем автоматически включать свет в прихожей. Часы-ходики соединил с радио, превратив их в своеобразный будильник. Настоящим шедевром являлся чернильный прибор у него на столе, представляющий собой целый набор миниатюрной авиационной техники и вооружения. Там было все: от самолета до гильзы от револьвера, которую можно было рассмотреть разве что в лупу. Из дерева и других материалов он изготовил точную копию бомбардировщика ТБ-3 с бомбовым и стрелковым вооружением, приборами и штурвалами в кабинах. Все четыре моторчика модели были присоединены к электросети, и, когда вечером выключался основной свет в комнате, винты самолета начинали вращаться, а на его крыльях и хвосте вспыхивали крошечные лампочки. Для полковых нужд Николай разработал особый быстроснимающийся чехол для бомбардировщика и сам его сшил. «Наш Францевич, — шутили в полку, — мастер на все руки. Токарь и слесарь, столяр, портной и даже сапожник».

Как командир, Николай Гастелло считал своим долгом вникать во все стороны жизни своих подчиненных. «Знать человека только по службе, — говорил он, — это значит знать его наполовину». Такой подход к делу послужил причиной того, что у дверей его дома нередко выстраивались даже очереди из членов семей сослуживцев, являвшихся за советом или с какими-то жалобами. Вместе с тем при всей своей внешней простоте Гастелло никогда не допускал панибратства с подчиненными и был непримирим ко всем нарушениям летной дисциплины. Даром взысканиями не разбрасывался, но и разгильдяйства не допускал. На службе не чурался никакой «черной работы». «В дни осмотра материальной части, — вспоминал его однополчанин Ф.Н. Орлов, — он засучивал рукава комбинезона, брал в руки инструмент и копался в моторе, залезал в плоскости. Борттехник Александр Александрович Свечников, которого мы любовно звали «наш доктор Сан Саныч», мог во всем положиться на командира. Он уж не оставит незамеченной даже малейшую неисправность, не уйдет с аэродрома до тех пор, пока машина не будет в полной готовности. Этого же требовал командир и от других членов экипажа. Когда объявлялась учебная тревога, он всегда первым прибегал на сборный пункт и терпеть не мог тех, кто опаздывал».

В мае 1939 года вспыхнул вооруженный конфликт в районе реки Халхин-Гол, и наряду с другими советскими авиационными частями в нем приняла участие и бомбардировочная группа из 1-го ТБ АП. Однако уже тогда ввиду своей устарелости самолеты ТБ-3 использовались лишь для транспортных целей. Перевозя оружие, снаряжение и раненых, экипажи тяжелых кораблей порой по 8—10 часов в сутки проводили в небе над практически безлюдной желто-коричневой степью. При выполнении одного из таких заданий отличился Николай Гастелло. Во время транспортировки раненых на самолете вдруг отказал один из моторов, но он сумел довести машину до самого аэродрома так, что из числа раненых и обслуживающего персонала никто ничего не заметил.

Рядом с группой ТБ-3 базировался на аэродроме 150-й СБАП, оснащенный новыми бомбардировщиками ДБ-3. Николай с завистью смотрел на пилотов этого полка, ведущих, по его мнению, настоящую боевую работу. Он часто навещал стоянки ДБ-3, рассматривал устройство и оборудование самолетов, подружился со многими экипажами. В конце концов, напросился у комбрига в боевой вылет под предлогом проверки ориентиров на местности перед выполнением ночных полетов. На задание отправился в качестве штурмана в экипаже комиссара 150-го авиаполка А. Ююкина. По стечению обстоятельств этот вылет сыграл значительную роль в дальнейшей судьбе Гастелло, оставив болезненную зарубку в его памяти. Во время первого захода на японские военные склады Николай довольно удачно сбросил бомбы, однако в ходе следующей атаки в самолет попал зенитный снаряд. Ююкин получил, вероятно, тяжелое ранение, поскольку приказал экипажу покинуть подбитый бомбардировщик с парашютами, а сам остался в самолете и затем врезался на нем в ближайший вражеский объект. Все это произошло на глазах Гастелло. Приземлившись на территории противника, он закопал в землю парашют, прятался до наступления темноты, а потом ночью добрался до своих войск.

Зимой 1939 года 1-я эскадрилья 1-го ТБАП, в которой заместителем командира являлся ст. лейтенант Гастелло, была переброшена на север, где разгорелись ожесточенные бои в районе Карельского перешейка. Здесь, в условиях сравнительно слабого противодействия со стороны финской авиации, бомбардировщики ТБ-3 применялись вначале и в дневных налетах. Они наносили удары по укреплениям линии Маннергейма, узлам коммуникаций, морским портам и различным тыловым объектам противника. Причем суровая зимняя погода, когда столбик термометра нередко опускался на 40–50° ниже нуля, вовсе не способствовала полетам на ТБ-3 с открытыми кабинами, продуваемыми всеми ветрами. Экипажи от такого холода не спасали даже теплые унты, меховые комбинезоны и кротовые маски на лицах. Бывало, что отказывало и оружие из-за замерзания смазки. Естественно, не обошлось и без потерь. Например, в одном из налетов девятки ТБ-3 на крупный железнодорожный узел противника финским истребителям удалось подбить замыкающий бомбардировщик лейтенанта Карепова. Дымящийся советский самолет отстал от основного строя, вышел из зоны действия стрелков бомбардировочной группы и сразу стал легкой добычей финских летчиков, которые тут же с ним расправились.

В феврале 1941 года Николаю Гастелло было присвоено звание капитана, а через пару месяцев его назначили командиром 4-й эскадрильи в недавно сформированный 207-й ДБАП. Этот авиаполк оснащался дальними бомбардировщиками ДБ-ЗФ, входил в состав 3-го ДБАК и перед началом Великой Отечественной войны базировался на аэродроме Боровское под Смоленском.