Родился 11 июля 1964 года в Казахстане. В январе 1971-го семья переехала в город Тольятти, а в 1979 году — в город Мегион Нижневартовского района Ханты-Мансийского автономного округа. Там с Почетной грамотой окончил девятый и десятый классы школы №3. На водительских курсах окружного центра ДОСААФ освоил шоферскую специальность. В июне 1982-го вернулся с родителями в Тольятти. Работал на «АвтоВАЗе». Активно занимался спортом.
Оттуда 1 апреля 1983 года призван в армию. Воинская служба началась с учебной части военных автомобилистов города Новочеркасска, Ростовская область.
В Республику Афганистан прибыл в июне 1983 года в 180 мотострелковый полк (в/ч пп 51884) 108 мотострелковой дивизии в столицу государства город Кабул. Определили в автомобильную роту на должность водителя «наливника» — «УРАЛа» с закрепленными в кузове топливными цистернами. Со взрывоопасным грузом горючего за спиной приходилось совершать многокилометровые рейсы по дорогам воюющей страны.
9 сентября 1983 года во время очередного марша по территории провинции Лагман автомобиль рядового Пономарева в сложной боевой обстановке потерял управление и упал в пропасть. Николай Анатольевич погиб.
Он награжден орденом Красной Звезды (посмертно).
Похоронен в Тольятти. Экспозиция музея «Память» Тольяттинской школы №32, где воин-интернационалист получал восьмилетнее образование, рассказывает сегодняшним ученикам о выпускнике-герое (из книги «Выполняя воинский долг» [страница 22]: «Пономарев Николай Анатольевич»; интернет-площадка «ТолВИКИ»: «Музей *Память* МОУ школы №32»).