На следующий год многодетная семья Козловых переехала в Ленинград. Там, закончив 7 классов средней школы, вместе с четырьмя своими друзьями — Михаилом Барановым, Михаилом Камельковым. Александром Клубовым и Виктором Ивановым.
Николай Козлов поступил в ФЗУ при Ленинградском механическом заводе № 1. которое в 1934 году окончил по специальности слесарь-инструменталыцик (лекальщик).
Работу на заводе совмещал с учебой в Рабфаке при Электромеханическом институте.
Сдав экзамены, в 1936 году Николай получил законченное среднее образование. К тому времени авиация вызывала в нем все возраставший интерес, и с четырьмя своими друзьями он поступил в ленинградский аэроклуб. Закончив его в 1937 году, неразлучная пятерка решила продолжить летное обучение в Чугуевском авиационном училище, под Харьковом.
В ноябре 1939 г., после окончания учебы, их пути разошлись. Н. Козлов в числе группы выпускников был направлен в г. Кировабад на высшие курсы боевого применения ВВС. Там под руководством инструкторов, имевших опыт боев в Испании, молодые летчики приступили к освоению сложного пилотажа, полетов в любую погоду, ночных полетов, воздушного боя со стрельбой по цели из любых положений… За четыре месяца обучения Николай Козлов налетал на истребителях более 140 часов (для сравнения — за два года Чугуевского училища его самостоятельный налет на И-16 составил 25 часов). Ходили слухи, что летчиков готовят к правительственной командировке в Китай, но так ли это — установить не удалось, поскольку в марте 1940 г., по завершении учебы, их направили по военным округам. Н. Козлов получил направление в базировавшийся в Бобруйске (ЗапОВО) 122-й ПАП. Осенью 1940 г. он был переведен в 162 ИАН того же округа. Полк входил в состав 43 НАД. которой командовал участник Испанской войны, знаменитый уже тогда комдив Захаров.
Выучка молодежи, прошедшей Кировабадские курсы, имела уровень больший, даже по сравнению с летчиками- строевиками, служившими не первый гол в военной авиации. На западной границе СССР вскоре потребовалось применить полученные знания на практике. Немецкие воздушные разведчики перелетали границу, обследовали приграничные аэродромы, не особенно скрывая своих намерений. Грешили тем же и пилоты «Люфтганзы», отклоняясь от своего маршрута до 50 км в ту или иную сторону — в зависимости от того, какой военный объект требовалось изучить и сфотографировать.
В один из майских дней 1941 года 43 ИАД проводила тактические учения в Орше. Внезапно появился немецкий гражданский «Дуглас». Облетел аэродром, затем покружился над военным городком. Комдив Захаров прекратил полеты и приказал звену истребителей посадить нарушителя. Три пушечных И-16 (летчики — В. Иванов, Н. Козлов. И. Воинов) поднялись в воздух, подошли к нарушителю. Козлов встал справа. Воинов — слева. Капитан Иванов дал предупредительную очередь перед пассажирским самолетом, вышел вперед, покачал крыльями: дал сигнал «Следуй за мной». Нарушитель вынужден был приземлиться в Орше.