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  沃羅諾夫生於聖彼得堡的一個銀行僱員家庭,曾在私立中學接受教育,但因為家境貧寒,1914年輟學,1916年起在私家律師處擔任技術祕書,1918年3月參加了蘇軍,加入了第15集團軍在普斯科夫對尼古拉·尤登尼奇軍隊的戰役,在其中表現出自己的才華。1918年9月從彼得格勒蘇維埃炮兵指揮班畢業。1919年加入了俄共(布),介紹人是後來成為蘇聯元帥的馬特維·扎哈羅夫。1920年4月起加入了第16集團軍第10師第83旅,參加蘇波戰爭。在8月17日參加戰鬥時受了重傷而被俘,在華沙的醫院治療後,進入圖霍拉的戰俘營,1921年4月沃羅諾夫被釋放回了俄羅斯。  1922年夏天被任命為鄂木斯克第27步兵團團長,1923年秋天進入高階炮兵指揮學校學習,1926年夏天起重新指揮鄂木斯克第27步兵團,在圖哈切夫斯基指揮下作戰,不久進入伏龍芝軍事學院學習。 1930年他以“一戰中炮兵對戰術和戰略的影響”為題的論文從伏龍芝軍事學院畢業,被任命為第1莫斯科無產階級師炮兵團長。1932年8月被派到義大利執行軍事任務。1934年4月被任命為列寧格勒第1炮兵學校軍事委員,1936年因為在炮兵教育上的貢獻而被授予紅旗勳章。  1935年第2次被派到了義大利,同年11月被提升為上校,1936年蘇聯派出以別爾津為首的軍事顧問團,尼古拉·沃羅諾夫化名為“伏爾泰將軍”,作為炮兵專家和基里爾·阿法納西耶維奇·梅列茨科夫、坦克兵專家德米特里·巴甫洛夫一起作為軍事顧問被派往西班牙。他和梅列茨科夫剛到西班牙就參加了一次進攻,但卻發現只有他們兩人冒著敵人的射擊向前,他們努力說服也無效。在西班牙內戰中的經驗,讓沃羅諾夫關於未來戰爭中自己對炮兵的經驗無效的想法是錯的,他被授予列寧勳章和紅旗勳章。1937年6月被召回莫斯科,1937年6月20日起擔任蘇聯紅軍炮兵主任,開始建立蘇軍炮兵的戰爭動員制度,推行炮兵的現代化過程,1937年11月他給伏羅希洛夫寫了報告,主張用多種先進裝置裝備炮兵。  1939年夏參加了諾門坎戰役,計劃和指揮集團軍級叢集規模的炮兵給予日軍打擊,朱可夫戰後告訴斯大林“沃羅諾夫在計劃炮兵火力和輸送彈藥方面給了我們很大幫助”。1939年秋天和1940年夏天的兩次蘇軍大演習中率領新建設的炮兵部隊參加了,之後他擔任白俄羅斯軍區炮兵主任。1939年11月到了第7集團軍協助梅列茨科夫組織突破曼納海姆防線,但由於準備不足等問題,蘇軍的進攻沒有太大進展,次年初又幫助鐵木辛哥制定了突破防線的計劃,獲得成功。蘇芬戰爭之後獲得第2枚列寧勳章,被提升為2級集團軍級。1940年6月4日被授予炮兵上將軍銜,擔任基輔特別軍區炮兵主任。1940年7月13日擔任炮兵裝備局副局長,成為格里戈裡·伊萬諾維奇·庫利克的副手。  1941年6月19日調任國土防空軍總部部長,7月份擔任蘇聯副國防人民委員兼蘇軍炮兵主任。7月20日被派到葉利尼亞攻勢的地區,組織訓練反坦克炮。回到莫斯科之後組織提出了加強防空兵力兵器、改進防空系統的組織結構和指揮的原則性意見,並和預備隊方面軍司令戈沃羅夫發展了對付德國坦克的細節,很快交給大本營,傳送給了部隊。1943年1月18日被授予炮兵元帥軍銜,作為蘇軍最高統帥部大本營駐方面軍代表,參與指揮一系列重大戰役。在研究炮兵進攻和反坦克作戰的理論與實踐、組建炮兵兵團、發展最高統帥部預備隊炮兵等方面做出貢獻。1942年在斯大林格勒戰役中,沃羅諾夫與負責航空兵諾維科夫和戈洛瓦諾夫,負責裝甲坦克兵問題的費多連科,深刻研究了各個最重要兵種的使用和協同的問題。12月底被任命為大本營駐頓河方面軍代表,和以羅科索夫斯基為首的方面軍軍事委員會共同提出了“指環”計劃,殲滅了位於包圍圈中的德軍,被授予一級蘇沃洛夫勳章,羅科索夫斯基回憶說“和他共事給我留下了最美好的回憶”。  1943年8月份被派到加裡寧方面軍,10月20日他協調了第1和第2波羅的海方面軍的協調行動,被授予炮兵元帥軍銜。1944年5月和諾維科夫、赫魯廖夫一起參與了巴格拉季昂計劃的制定,後因健康原因辭去最高統帥部代表工作,回到莫斯科接受治療,期間祕密參與制定了八月風暴行動的方案,2月21日被授予炮兵主帥軍銜。  1946年5月組織創立了炮兵科學學院,1950年-1953年擔任炮兵科學院院長,1953年-1958年擔任蘇軍炮兵指揮學院院長,1958年起擔任國防部總監組總監,但實質上為退休,1962年出版他的回憶錄《軍事生涯》,1968年2月23日進行了惡性腫瘤手術,2月28日去世,骨灰葬於克林姆林宮紅場墓園。沃羅諾夫興趣廣泛,包括文學、藝術和運動,他特別喜歡足球,是莫斯科中央陸軍足球俱樂部的球迷。
尼古拉·尼古拉耶維奇·沃羅諾夫(,1899年-5月5日-1968年-2月28日),蘇聯將領,1944年被授予炮兵主帥軍銜。他發展了蘇軍炮兵的進攻戰術,1965年5月7日被授予蘇聯英雄稱號。