Николай Алекандрович Лунин родился 21 августа 1907 г. в городе Одессе в семье служащего. После окончания средней школы в 1921-м поступил в школу водников в Мариуполе, затем учился в Политехническом техникуме водных путей сообщения в Ростове-на-Дону, который окончил в 1929 г. В 1930–1931 гг. служил на срочной службе в РККА, затем год занимал высокую должность декана Одесского института инженеров водного транспорта. В 1933–1935 гг. Николай служил на учебном парусном судне «Вега», причем за два года вышел из вторых помощников в капитаны.

В октябре 1935-го опытный моряк, которому не было еще и тридцати, был направлен в ряды Военно-морского флота. Лунина сразу ориентировали на то, что он станет подводником. В 1937 г. он окончил командирские классы Учебного отряда подводного плавания ВМС имени С.М. Кирова и получил назначение на Краснознаменный Балтийский флот, где принял под командование подводную лодку Щ–314. В марте 1938-го командира перевели на самый молодой флот СССР — Северный и назначили командиром Щ–404.

Массовые репрессии конца десятилетия не обошли Лунина — из его жизни «выпал» целый год. В октябре 1938 г. командир был арестован и 2 ноября уволен из ВМФ. Впрочем, 27 ноября 1939 г. Лунина реабилитировали, а 9 декабря 1939 г. восстановили в кадрах ВМФ с одновременным присвоением воинского звания «капитан-лейтенант». В апреле 1940-го Лунин принял под командование свою третью «Щуку» — подводную лодку Щ–421, которая, несмотря на молодой несплаванный экипаж, в краткий срок получила почетный статус лучшего подводного корабля Северного флота.

В первый же день войны, 22 июня 1941 г., Николай Лунин вышел на своей «Щуке» в боевой поход. К февралю 1942-го на счету экипажа Щ–421 было уже 7 потопленных транспортов противника общим водоизмещением 49 тысяч тонн. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 3 апреля 1942 г. за успешное командование подводной лодкой и героизм, проявленный в боях с немецко-фашистскими захватчиками, капитану 3-го ранга Николаю Александровичу Лунину было присвоено звание Героя Советского Союза, а подводная лодка Щ–421 в тот же день была награждена орденом Красного Знамени. Правда, быть краснознаменной ей довелось всего пять дней — 8 апреля Щ–421 подорвалась на немецкой мине и была затоплена экипажем.

К этому времени Николай Александрович Лунин уже месяц и четыре дня как командовал крейсерской подводной лодкой К–21 Северного флота (лодки серии «К» ласково называли «Катюшами»). Экипаж лунинской «Катюши» высаживал в тылу врага диверсионные группы, ставил на коммуникациях мины, в апреле 1942 г. экипаж К–21 обнаружил и оказал помощь подводной лодке Щ–402, которая терпела бедствие.

5 июля 1942 г. К–21 под командованием капитана 2-го ранга Н.А. Лунина, прикрывая конвой союзников, вышла на самый мощный и грозный боевой корабль противника — германский линкор «Тирпитц», шедший в охранении 12 боевых кораблей на перехват союзнического конвоя PQ–17. Атаковать линкор было крайне сложно — немецкая эскадра шла противолодочным зигзагом, постоянно ведя поиск подводных лодок, с воздуха ее прикрывали гидросамолеты. И тем не менее Лунин сумел провести лодку внутрь боевого построения противника. С дистанции 17–18 кабельтовых произвела К–21 четырехторпедный залп из кормовых аппаратов. Через две минуты акустик доложил командиру о двух взрывах.

После всплытия Н.А. Лунин донес командованию Северного флота о встрече с немецкой эскадрой и атаке «Тирпитца» (при этом не утверждая, что попал в линкор). Результаты этой атаки расцениваются историками и моряками по-разному. Сходятся все в одном — потоплен и даже поврежден «Тирпитц» не был, но, поскольку командование кригсмарине (германского ВМФ) страшно боялось потерять дорогостоящий линкор (второй однотипный ему корабль, «Бисмарк», уже был потоплен англичанами в 1940-м), «Тирпитц» до конца войны так и не принял больше участия в боевых действиях и отстаивался в норвежских шхерах, где погиб в ноябре 1944-го от ударов английской авиации.

Всего в качестве командиров двух ПЛ Н.А. Лунин совершил 12 боевых походов, провел в море 181 сутки, выполнил 13 торпедных атак (израсходовано 47 торпед) и 4 минные постановки (выставлено 80 мин). Им было заявлено о потоплении 17 кораблей противника, из которых подтверждены противной стороной потопления двух транспортов торпедами и одного мотобота — орудийным огнем.

С ноября 1943 г. капитан 1-го ранга Н.А. Лунин командовал 1-м дивизионом подводных лодок Северного флота, а в марте 1944 г. стал слушателем Военно-морской академии имени К.Е. Ворошилова, которую успешно окончил в 1946 г. В дальнейшем заслуженный моряк командовал соединениями подводных лодок вплоть до 1957 г. (последняя должность — командир 22-й бригады подводных лодок Северного флота). Затем перешел на научную работу, возглавлял 9-е управление ЦНИИ ВМФ, Центральную научно-исследовательскую лабораторию аварийно-спасательного дела. В апреле 1962 г. контр-адмирал Лунин вышел в отставку, но связи с морем не порвал — работал дублером капитана дизель-электрохода «Обь», совершил на нем рейс к берегам Антарктиды. Скончался 17 ноября 1970 г. Похоронен на Богословском кладбище в Санкт-Петербурге.

За заслуги перед Родиной Николай Александрович Лунин был награжден двумя орденами Ленина, тремя орденами Красного Знамени, орденами Ушакова 2-й степени, Отечественной войны 1-й степени, Красной Звезды, орденом Британской империи 4-й степени, именным оружием.

Герой Советского Союза Н.А. Лунин увековечен в монументе Славы, воздвигнутом в одном из военных городков Краснознаменного Северного флота. В память о нем установлены мемориальные доски на здании Ростовского мореходного училища имени Г.Я. Седова и на одном из зданий в городе Полярный Мурманской области. Именем Героя названы улицы в городах Полярном, Мариуполе и Ростове-на-Дону, в городе-герое Одессе, школа № 48 города-героя Мурманска.

31 июля 1983 г. в городе Североморске на площади Мужества был открыт памятник-мемориал «Подводная лодка К–21», посвященный героическому экипажу краснознаменной подлодки и ее командиру Н.А. Лунину. В 2011 г. в городе Мариуполе установлен бюст Героя.