Родился в 1923 году в селе Белый колодезь Новозыбковского района Брянской области. Русский, из рабочих.

Трудовой путь Н.Л. Марченко начал в 1938 году на фабрике «Волна революции» в городе Новозыбкове.

В августе 1941 года Николай Леонтьевич был призван в ряды Красной Армии. Он участвовал в боевых действиях на Западном фронте. В 1944 году Н.Л. Марченко окончил авиационную школу и в конце Великой Отечественной войны был авиационным радиоспециалистом, служил в авиационных соединениях в составе Украинских фронтов. Ратный путь Николая Леонтьевича отмечен орденом Отечественной войны ІІ степени и медалями «За отвагу», «За взятие Будапешта», «За взятие Вены», «За победу над Германией».

Отгремели залпы войны. Среди тех, кто вносил свой вклад в восстановление разрушенного войной хозяйства страны, был бывший воин Николай Леонтьевич Марченко. Он работал на предприятиях и заводах Украины, Молдавии и Белоруссии. В Гомеле Николай Леонтьевич работал на подшипниковом, ремонтно-механическом заводах и заводе «Коралл». К боевым наградам Н.Л. Марченко добавились награды, посвященные юбилейным датам, знаки, показывающие его отношение к труду, медаль «Ветеран труда».

В 1990–1995 годах Николай Леонтьевич работал учебным мастером в Гомельском государственном университете имени Ф. Скорины.