Окончание Николаем Басовым школы совпало с началом Великой Отечественной войны. В 1941 году Николай был призван в армию и направлен в Куйбышевскую военно-медицинскую академию, в 1942 году переведён в Киевское военно-медицинское училище, эвакуированное в Свердловск.

По окончании училища в 1943 году Николаю присвоили звание лейтенанта, вручили диплом и коробку с набором хирургических инструментов и отправили на фронт. Николай Басов служил ассистентом врача в батальоне химической защиты в составе 1‑го Украинского фронта.

Лейтенант медицинской службы Николай Басов воевал в батальоне химзащиты. Он выносил с поля боя раненых, оказывал им первую медицинскую помощь, отправлял их в госпиталь, дымовыми завесами укрывал переправы, обезвреживал химические заводы врага. (А. Боровик)

Случай у меня такой был. Значит, копают землянки солдаты. Работа тяжёлая, и у одного солдатика случился аппендицит. Его надо резать, я всего один раз видел, как профессор удалял аппендикс, я ему чуть‑чуть ассистировал, подавал разные инструменты. Я поставил четырёх солдат, которые держали простыню сверху – с наката землянки сыпались грязь и песок. Дал полстакана спирта вместо наркоза и сделал операцию. Кстати, этот паренёк жив до сих пор. (Н. Г. Басов)

В 1945 году после победы над Германией Николай принимал участие в демонтаже немецких химических заводов. Там произошёл несчастный случай: ему попал на ногу иприт в то время, когда он оказывал помощь солдату. В другой раз произошло отравление, кажется, цианистым калием, и он был госпитализирован с потерей зрения и сильным понижением гемоглобина. К счастью, зрение довольно быстро восстановилось, и его досрочно вызволили из госпиталя однополчане. (К. Т. Басова)