Николай Семёнович Сергеенков родился 8 мая 1916 года в деревне Упино (ныне — Хиславичский район Смоленской области).
После окончания школы-семилетки работал агрономом.
В 1938 году Сергеенков был призван на службу в Рабоче-крестьянскую Красную Армию.
В 1940 году он окончил Мелитопольское военное авиационное училище лётнабов и штурманов.
С июля 1941 года — на фронтах Великой Отечественной войны.
К осени 1943 года гвардии капитан Николай Сергеенков был штурманом эскадрильи 99-го гвардейского отдельного разведывательного авиаполка 15-й воздушной армии Брянского фронта. К тому времени он совершил 120 боевых вылетов на воздушную разведку и бомбардировку скоплений боевой техники и живой силы противника, его важных объектов.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 2 сентября 1943 года за "образцовое выполнение заданий командования и проявленные мужество и героизм в боях с немецкими захватчиками" гвардии капитан Николай Сергеенков был удостоен высокого звания Героя Советского Союза.
28 февраля 1944 года Сергеенков погиб в бою. Похоронен в братской могиле в деревне Красный Посёлок псковской области.