Николай Губенко родился в катакомбах Одессы в августе 1941 года, во время боев за город. В следующем году погиб его отец, военный летчик, а за отказ сотрудничать с оккупантами была повешена его мать.
Среди самых известных его киноработ – фильмы «Дворянское гнездо» (1969), «Директор» (1969), «Они сражались за Родину» (1975), «Подранки» (1976) и др.
Он был народным артистом РСФСР, последним министром культуры СССР (1989-1991).
Губенко записал авторский текст документального фильма «Памятник подвигу» (1978), в котором рассказывается о группе художников, сражавшихся на Малой Земле.
Похоронен актер на Кунцевском кладбище Москвы сегодня, 19 августа.