Николай Горбунов родился в 1954 году в Москве. Окончил Московскую государственную консерваторию имени П. И. Чайковского (класс профессора Льва Ракова). Лауреат Международного конкурса контрабасистов в Маркнойкирхене (Германия).
Работал в симфоническом оркестре Большого театра, Госоркестре СССР под управлением Евгения Светланова, Национальном филармоническом оркестре России. Участник первого состава Ансамбля солистов оркестра Большого театра под управлением Александра Лазарева. В настоящее время – первый концертмейстер группы контрабасов Российского национального оркестра.
В репертуаре музыканта – камерная музыка разных стилей и эпох от барокко до ХХ века, в том числе сочинения Шнитке, Денисова и Губайдулиной. Он участвовал в премьерах концертов для контрабаса с оркестром Владимира Довганя, Андрея Эшпая и Дениса Гроцкого. Заслуженный артист России.
Преподает в Московской консерватории (профессор). Автор учебных программ, соавтор сборника «Избранные этюды для контрабаса», изданного Московской консерваторией. Председатель жюри Международного конкурса-фестиваля Gnessin Competition for Young musicians для молодых виолончелистов и контрабасистов.