Николай Юрьевич родился 27 февраля 1976 года в г. Вязники Владимирской области.
После окончания школы поступил во Владимирский государственный университет по специальности «Экономика. Менеджмент».
После окончания университета работал в разных коммерческих структурах.
В 2005 году в Российском государственном социальном университете (г.Москва) защитил кандидатскую диссертацию. Кандидат экономических наук.
До избрания в Госдуму седьмого созыва работал Управляющим директором ООО «ПромГазСервис», который обеспечивал строительство крупнейших инфраструктурных проектов на территории Российской Федерации. Тульский холдинг, в частности, занимался сооружением газопроводов в Сургуте.
Депутат Государственной Думы - избран в составе федерального списка кандидатов, выдвинутого Всероссийской политической партией «ЕДИНАЯ РОССИЯ».
Заместитель Председателя Комитета ГД по энергетике.
Николай Петрунин возглавил две секции в Экспертном совете: секцию по законодательному регулированию деятельности газовой отрасли и секцию по законодательному регулированию снижения административных барьеров в вопросах недропользования и инвестиционной деятельности в топливно-энергетическом комплексе.