Мамонов Николай Васильевич родился в 1919 году в селе Пашенино Вологодской области. В 1939 году выполнял обязанности специалист-технолога Алексеевского завода «Сухое молоко». Призван в Красную Армию в 1939 году Сокольским райвоенкоматом Вологодской области (по другим данным из ТАССР). Был направлен служить в войска НКВД. С 20 декабря 1939 по 1 апреля 1940 года – военнослужащий 233–го полка конвойных войск НКВД (Львовский военный гарнизон), красноармеец.
С 1 апреля 1940 по 14 августа 1940 года – курсант учебного подразделения 3-го дивизиона конвойных войск НКВД. С 14 августа 1940 по 29 июня 1941 года – курсант Саратовского военного училища войск НКВД. Досрочно произведён в лейтенанты и направлен в распоряжение Управления НКВД по охране железнодорожных сооружений и особо важных предприятий (Московская обл.). Боевое крещение принял летом 1941 года на Западном фронте и осенью 1941 года на Калининском фронте составе одной из стрелковых дивизий, сформированных из военнослужащих НКВД Московского военного округа. Командир истребительного взвода. С 22 апреля 1942 года – командир батальона 386-го стрелкового полка 381-й стрелковой дивизии 39-й Армии, старший лейтенант.
Подполковник (ранее с апреля 1943 года майор), командир 331-го стрелкового полка 96-й стрелковой дивизии 53-й стрелковой команды 48-й Армии, с июля 1941 года сражался на Калининском, Брянском, 1-м и 2-м Белорусском фронтах. Полк в боях с 12 июля 1943 года. С 25 июля по 1 августа 1943 года его полк в боях в Орловской области (Курская битва) уничтожил свыше двух тысяч солдат и офицеров противника, захватил богатые трофеи. В ноябре 1943 года «мамоновцы» форсировали и захватили плацдарм на реке Сож в районе г.Гомель, овладев рядом опорных пунктов противника, районным центром Буда, двумя ж/д станциями, тремя складами боеприпасов и уничтожив до 400 вражеских солдат. Зимой 1944 года полк отличился в тяжёлых боях в Белоруссии, уничтожив более 500 солдат и офицеров противника. Летом и осенью 1944 года стрелковый полк при малых потерях истребил свыше полутора тысяч человек живой силы противника на территории Полесской области Белоруссии, в Варшавском воеводстве и под Белостоком, захватив богатые трофеи и 510 пленных. 16 августа 1944 года легко ранен. 26 октября 1944 года при форсировании реки Пелта (Польша) Мамонов при отражении контратаки противника был смертельно ранен в голову осколком. Звание Героя Советского Союза присвоено 24 марта 1945 года (посмертно).
Награжден орденами Ленина, Красного Знамени, Кутузова III степени, Александра Невского, Отечественной войны 1 ст. и Красной Звезды.
Его именем назван город в Калининградской области (бывший г.Хайлигенбайль), улицы в г.Сокол (Вологодская обл.), поселках Коноша (Архангельская обл.) и Алексеевское, установлены бюсты, барельефы и мемориальные доски.