Микола родом із селища Варва Чернігівської області. Вихованець академії київського «Динамо», виступав за команду в першості ДЮФЛУ.

Був капітаном команди «Динамо» U19, у складі якої завойовував чемпіонство України та виступав у Юнацькій Лізі УЄФА.

У дебютному матчі за молодіжну команду киян, який відбувся 20 серпня 2020 року, відзначився голом у ворота «Олімпіка» (9:0).

На дорослому рівні дебютував у сезоні 2021/22, який розпочав в оренді в одеському «Чеорноморці». Свій перший матч в УПЛ провів 25 липня 2021 року у грі «Десна» - «Чорноморець» (3:0). Михайленко відразу став основним гравцем одеситів, провівши за команду 15 матчів до зимової перерви сезону, що так і не завершився через війну… 

Наступний сезон Микола розпочав теж в оренді, цього разу вже в «Зорі». Не отримуючи вдосталь ігрового часу, другу половину сезону Михайленко провів в «Олександрії», де був стабільним гравцем основи, провівши 14 матчів. Сезон 2023/24 Михайленко теж провів у «Олександрії», після чого повернувся з оренди в «Динамо». 

Свій дебютний матч за першу команду «Динамо» вихованець клубу провів 17 серпня 2024 року, у віці 23 роки. Він вийшов на заміну на 82-й хвилині гостьового матчу 3-го туру УПЛ проти «Карпат» (кияни перемогли 3:1). А 23 лютого 2025 року Михайленко забив свій перший гол за основну команду киян, і теж у матчі з «Карпатами» - відкривши рахунок домашнього поєдинку другого кола УПЛ. 

Перший сезон в основній команді «Динамо» став для вихованця клубу чемпіонським. Микола зробив вагомий внесок у цей тріумф, взявши участь у 21-му матчі та забивши 2 голи в Премʼєр-Лізі. 

Микола залучався до юнацьких та молодіжних збірних України різних вікових категорій. Влітку 2024 року взяв участь в Олімпйських іграх у Парижі у складі олімпійської збірної України. Взяв участь у всіх трьох матчах України на ОІ.