Родился 6 февраля 1921 года в селе Широкая Гребля ныне Винницкого района Винницкой области (Украина) в крестьянской семье. В 1940 году окончил Винницкий техникум советской торговли и одновременно аэроклуб. Работал товароведом.

В Красной Армии с 1941 года. В 1943 году окончил Борисоглебскую авиационную школу пилотов. В боях Великой Отечественной войны с ноября 1943 года.

Командир звена 6-го отдельного гвардейского штурмового авиационного Московского Краснознамённого ордена Суворова полка (335-я штурмовая авиационная дивизия, 3-я воздушная армия, 1-й Прибалтийский фронт) гвардии старший лейтенант Николай Баленко к марту 1945 года совершил на самолёте «Ил-2» сто тридцать два боевых вылета на разведку и штурмовку вражеских войск, нанеся гитлеровцам значительный урон в живой силе и технике. Лично сбил два самолёта противника и два в составе группы.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 18 августа 1945 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистскими захватчиками и проявленные при этом мужество и героизм гвардии старшему лейтенанту Баленко Николаю Филипповичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 8707).

После войны Н.Ф. Баленко продолжил службу в ВВС. В 1946 году он окончил Краснодарскую высшую офицерскую авиационную школу штурманов. С 1955 года подполковник Баленко Н.Ф. в запасе.

Жил в городе Краснодаре, где до ухода на заслуженный отдых работал старшим товароведом.

Скончался 21 января 1994 года. Похоронен в Краснодаре.

Награждён орденом Ленина, двумя орденами Красного Знамени, орденом Александра Невского, тремя орденами Отечественной войны 1-й степени, медалями.