В 1944 году у немецких патрулей появились ориентировки на Кузнецова, и оставаться в Ровно стало опасно. Вместе со своей группой он выдвинулся к линии фронта, где наткнулся на отряд украинских националистов. Точные обстоятельства его гибели неизвестны. По одной из версий все погибли в перестрелке, по другой – Кузнецов подорвал себя и противников последней оставшейся гранатой.
Николай Кузнецов был уральцем, он родился и вырос в поселке Зырянка Талицкого района. В Талице сегодня находится дом-музей, посвященный жизни разведчика, кроме него по стране и за границей существуют еще десятки музеев. Имя Кузнецова носят школы, тропы, горные вершины и даже малая планета, а в Екатеринбурге на Уралмаше в его честь названа улица.