Родилась 12 января (25 января по новому стилю) 1915 года в селе Сагуны ныне Подгоренского района Воронежской области. В 1933 году окончила Воронежский аэроклуб, в 1934 году — Воронежский авиационный техникум.
В армии с января 1934 года. В 1934 году окончила Оренбургскую военную авиационную школу лётчиков. Служила в строевых частях ВВС (в Житомире), летала на истребителях И-5, ДИ-6 и И-16.
В июле 1940 года в качестве штурмана участвовала в попытке установления женского мирового авиационного рекорда дальности полёта по прямой. 27 июля 1940 года самолёт ДБ-3 «Украина» (командир экипажа — капитан М. П. Нестеренко, второй пилот — капитан М. Г. Михалёва, штурман — старший лейтенант Н. И. Русакова) вылетел по маршруту Хабаровск — Мозырь — Львов. Из-за встретившийся на пути грозы, сильного встречного ветра (присущего всем перелётам с востока на запад) и обледенения (из-за высокой верхней кромки облачности) утром 28 июля 1940 года самолёт совершил вынужденную посадку на поле в районе деревни Исаково (Санчурский район Кировской области). За 22 час 32 минуты было пройдено по прямой расстояние около 6.000 км. Мировой рекорд (6.450 км), установленный в сентябре 1938 года экипажем В. С. Гризодубовой на самолёте АНТ-37 «Родина», превышен не был. По этой причине перелёт экипажа М. П. Нестеренко был очень быстро предан забвению.
С августа 1940 года по май 1961 года — лётчик-испытатель Государственного Краснознамённого научно-испытательного института ВВС. Провела испытания различного самолётного и радиолокационного оборудования на самолётах ДБ-3, Ли-2, Ил-2, Ил-10, Ил-12, Ил-14, Ла-7, МиГ-3, Пе-2, СБ, Ту-2, Ту-4, Як-3, Як-7 и их модификациях.
С мая 1961 года полковник Н. И. Русакова — в отставке. Жила в посёлке Чкаловский (в черте города Щёлково) Московской области. Умерла 12 ноября 1997 года. Похоронена в деревне Леониха Щёлковского района Московской области.
Заслуженный лётчик-испытатель СССР (7.10.1959)