Николай Зайцев после окончания пяти классов начальной школы поступил в фабрично-заводское училище мельничных предприятий Саратова, затем работал на хлебозаводе имени Сталина. Дирекция завода неоднократно награждала Николая грамотами за ударный труд. В 1931 году он стал «ударником третьего года пятилетки».
Затем, как и его брат, Николай поступил в артиллерийскую школу, которую окончил в 1934 году.
Прочитав содержание телеграммы, Николай Зайцев обратил внимание на то, что она подписана неким Петровым. Эта фамилия была условным сигналом и говорила о том, что Зайцева срочно вызывают в Москву в Разведуправление Красной Армии, сотрудником которого он был уже несколько лет.
Через три дня Зайцев был в Москве. В столице его ждали и сразу же подключили к решению двух секретных задач, о которых знал крайне ограниченный круг лиц советского политического руководства и начальник военной разведки.
Николай не был в родном Саратове более двух лет – все это время он находился в командировке в Берлине. Работая комендантом советского торгового представительства, Зайцев выполнял секретные задания Разведуправления Красной Армии.
В военную разведку хлебопек Зайцев попал не случайно. Он имел хорошие способности к изучению иностранных языков. Среди его саратовских друзей было много ребят из семей поволжских немцев. Играя с ними, Зайцев быстро научился говорить по-немецки. За годы учебы в военном училище он закрепил и систематизировал свои знания.
По окончании обучения лейтенант Зайцев получил положительную характеристику, в которой говорилось, что он «выдержан, точен, исполнителен, культурен, решителен и требователен к себе».