В Великой Отечественной войне он участвовал с первого ее дня – 22 июня 1941 года.Служил  в составе 37-й стрелковой дивизии на Карельском фронте.Старший сержант Н.Хорошилов возглавлял отделение в 58-м отдельном саперном батальоне. Считался высококвалифицированным специалистом. Ему всегда поручалось выполнение такой боевой задачи, как руководство инженерной разведкой.Когда дивизия держала оборону, Николай Иванович вместе с бойцами отделения надежно укрепил подходы к занимаемому рубежу. Сам лично расставил 110 различных мин. А отличился комсомолец в подготовке боевой операции: под огнем противника проделал проходы в проволочных заграждениях вражеской обороны для продвижения наших подразделений. Это обеспечило успех наступления 10 декабря 1942 года.

12 апреля 1944 года умер от ран. Похоронен в д.Каврино Пушкинского района Псковской области.