В августе 1941г. находился в составе 125 бомбардировочного авиаполка в г.Казань, на  переучивании на  самолет Пе-2. 

С 17 сентября 1941г. 125 бомбардировочный авиаполк перебазировался на самолетах Пе-2 с аэродрома Быково (г.Москва) на аэродром Углово (г.Ленинград). Командир полка- майор Сандалов Владимир Александрович

22 сентября полк перелетел на аэродром Сарожа.

30 сентября 1941г. в первую половину дня погода была нелетной. Из вылетевшей на задание девятки самолетов, 8 возвратились на свой аэродром, не выполнив задания. Младший лейтенант Ковалев Николай Гаврилович, оторвавшись от строя, выполнял задание одиночно. 

12 октября 1941г. шесетрека Пе-2  в сопровождении 13 истребителей МиГ-3 в 13-08 с высоты 700м. произвела налет на аэродром противника Сиверская. По данным разведки уничтожено и повреждено 23 вражеских самолета. Огнем зенитной артиллерии подбит самолет №9/42 младшего лейтенанта Ковалева. Экипажи других самолетов видели, как он со снижением летел до Красногвардейска (г.Гатчина), после чего был потерян из вида. На свой аэродром не вернулся. Экипаж: младший лейтенант Ковалев Николай Гаврилович, стрелок-бомбардир старший лейтенант Мартыненко Григорий Петрович, стрелок-радист младший сержант Романов Михаил Ефимович, числится пропавшим без вести.