Великую Отечественную войну Челноков встретил в должности командира эскадрильи. 30 июня 9 самолетов ДБ-3 под его руководством нанесли удар по мотомеханизированным частям противника в районе Даугав- пилса. Бой был жестоким. Советские бомбардировщики обстреливала зенитная артиллерия, атаковывали вражеские истребители. Но задание было успешно выполнено: уничтожено 10 танков, 14 грузовиков с живой силой противника и, кроме того, сбито 7 истребителей. Заметьте: это на вторую неделю после начала войны!
В короткий срок Николай Челноков освоил самолет Ил-2. Его штурмовая эскадрилья наводила смертельный ужас на врага.
За отличное выполнение боевых заданий командования, умелое руководство эскадрильей, личную отвагу и мужество 14 июня 1942 года капитану Н. В. Челнокову было присвоено звание Героя Советского Союза.
Примерно в это же время ему вверяют минно-торпедный авиаполк. Под его командованием полк наносил бомбовые удары по аэродромам и железнодорожным станциям, вел активную борьбу на коммуникациях противника в Балтийском море, осуществлял постановку мин на фарватерах. В мае 1943 года его переводят на Черное море. Он одним из первых применяет метод прицельного бомбометания с малых высот. 8-й гвардейский штурмовой авиаполк под командованием Челнокова отличился при освобождении Кубани и Крыма. 18 августа 1943 года в результате штурмовки аэродрома Анапа было уничтожено 11 самолетов врага. С января по апрель 1944 года летчики полка потопили 15 единиц плавсредств разных назначений.
В мае 1944 года после разгрома врага в Крыму авиаполк в составе 11-й штурмовой авиадивизии был переведен в состав ВВС Краснознаменного Балтийского флота. Полк принял активное участие в разгроме узлов сопротивления противника на сухопутном фронте, уничтожал корабли на Финском заливе, оказывая помощь нашим десантным войскам в боях за освобождение островов Выборгского залива. Летчики полка систематически совершенствовали боевое мастерство. 19 августа 1944 года гвардии подполковник Н. В. Челноков награжден второй медалью «Золотая Звезда». Почти одновременно пришел приказ о назначении его командиром 9-й штурмовой авиадивизии. За короткий срок дивизия совершила 1248 боевых вылетов, потопила 55 и повредила 50 кораблей и транспортов, сбила 21 самолет противника. За умелое руководство боевыми действиями полков и дивизии Н. В. Челноков награжден орденом Ленина, двумя орденами Красного Знамени, орденом Ушакова II степени, многими медалями.
В послевоенный период Николай Васильевич учился в Военно-морской и Военно-воздушной академиях. В 1954 году уволен в запас в звании генерал-майора авиации.