В Красной Армии с октября 1939г.

Вероятно, поступил в военное авиационное училище летнабов и штурманов.

На фронте с первых дней войны по 19 августа 1941г.

В 1943г. служил в составе 57 бомбардировочного авиаполка. Командир полка майор Бебчик Николай Савельевич.

С марта до июня 1943г. полк находился в Тамбове на переформировании.

01 июня перебазировался на аэродром Борки.

05 июля полк приступил к боевой работе на Центральном фронте.

Младший лейтенант Полетаев- штурман экипажа бомбардировщика А-20 (Дуглас-Бостон, производства США), входившего в состав 2 эскадрильи полка. Командир эскадрильи капитан Никонов Анатолий Николаевич.

К концу июля 1943г. Николай Константинович совершил 20 боевых вылетов. Приказом от 08 августа 1943г. был награжден орденом Красной Звезды.

02 августа в составе экипажа лейтенанта Калмыкова Александра Георгиевича бомбардировал войска противника в районе Кутафино. Экипаж выполнил фотографирование результатов бомбардировки.

15 ноября командование полком принял майор Иванцов Кузьма Филиппович.

05 февраля 1944г. группа из 7 самолетов (ведущий- капитан Никонов), под прикрытием 4 истребителей Як-1Б, вылетела на бомбардировку скопления войск противника в районе д.Секеричи (Полесская обл.). Один экипаж вернулся из-за неисправности самолета. Перелетев линию фронта, в районе Дуброва, группа была атакована истребителями противника- до 20 самолетов. Капитан Никонов принял решение выполнять боевую задачу. При первой атаке 6 немецких истребителей сковали истребители сопровождения, сбив самолет ведущего. Остальные истребители противника парами стали атаковать «Бостоны». Воздушные стрелки успешно отражали их атаки, сбив 4 истребителя. Бомбардировщики вышли на цель, сбросили бомбы и сфотографировали результат атаки. Группа выполнила разворот и легла на обратный курс. В момент разворота был сбит самолет старшего лейтенанта Стеба Ивана Ивановича. Следом был сбит самолет лейтенанта Калмыкова Александра Георгиевича. Летчик лейтенант Якшин Иван Ксенофонтьевич попытался сомкнуть строй, заняв место сбитого Калмыкова, но проскочил вперед и был подбит парой «фоккеров». Правый мотор вышел из строя. Левый – дал большую раскрутку винта. Летчик выполнил посадку на фюзеляж на минное поле в 0,5км. восточнее д.Шацилки. Взрывом мин и огнем противника самолет был уничтожен. Летчик Якшин получил ушибы, штурман младший лейтенант Полетаев- ушибы и легкое ранение лица от осколков мин; стрелок-радист сержант Топоров- тяжелое ранение ног и рук от огня истребителей, воздушный стрелок старший сержант Туровцев- легкое ранение.

В 1944г. Николай Константинович был принят кандидатом в члены ВКП(б), кандидатский билет №8707445.

К сентябрю 1944г. штурман звена лейтенант Полетаев совершил еще 56 успешных боевых вылетов. Командиром эскадрильи гвардии капитаном Верхоланцевым Валерием Александровичем был представлен к ордену Красного Знамени, приказом от 12 сентября 1944г. награжден орденом Отечественной войны II степени.

В 1945г. полк участвовал в боевых операциях 1 Белорусского фронта- в освобождении Польши, в боях в Восточной Померании, в форсировании Одера. 

25 апреля экипажи полка бомбили войска противника в Берлине, совершив 49 вылетов. Это был последний день боевой работы полка.

За годы войны старший лейтенант Полетаев совершил 99 боевых вылетов на бомбардировщиках «Бостон».

Приказом от 15 июня 1946г. был награжден орденом Красного Знамени.

Награжден медалями «За освобождение Варшавы», «За взятие Берлина», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.»

За долголетнюю и безупречную службу в 1950г. награжден медалью «За боевые заслуги», в 1954г.- орденом Красной Звезды.

Указом Президиума ВС СССР от 04 июня 1955г. награжден вторым орденом Красной Звезды, Указом от 16 октября 1959г.- вторым орденом Красного Знамени, Указом от 31 июля 1961г.- третьим орденом Красной Звезды.

Полковник Полетаев был уволен в запас 13 сентября 1969г.

В честь 40-летия Победы награжден орденом Отечественной войны I степени.