Родился в с. Клюковка Оршанского уезда Витебской губ. в семье крестьянина. Окончил химико-фармацевтический факультет 2-го Московского университета, 1924. Ассистент кафедры общей, неорганической и аналитической химии БГУ, 1924-1928; специализировался в Лейпцигском институте коллоидной химии, 1928-1929, Химико-технологическом институте в Ленинграде, 1929-1930. Доцент кафедры общей и неорганической химии БГУ, 1930-1931; присуждена ученая степень кандидата химических наук, 1930; утвержден в ученом звании доцента, 1930. Первый заведующий кафедрой общей химии Белорусского (Минского) медицинского института, 1930-1939; присвоено ученое звание профессора, 1931; одновременно заведующий лабораторией коллоидной химии Института химии АН БССР, 1932-1939.
Присуждена ученая степень доктора химических наук, 1935; избран членом- корреспондентом АН БССР, 1936. Сотрудник Технологического института пищевой промышленности в Киеве, 1939-1941, одновременно заведующий лабораторией коллоидной химии АН УССР, 1940- 1941.
В годы Великой Отечественной войны заведующий кафедрой общей химии Сталинградского медицинского института, 1941-1942; профессор кафедры химии Ташкентского текстильного института, 1942-1943. Заведующий кафедрой общей химии БГУ, 1943-1946, одновременно заведующий лабораторией коллоидной химии АН БССР. Академик-секретарь отделения химических и геологических наук АН БССР, 1946-1969; избран академиком АН БССР, 1947. Главный редактор журнала «Весщ АН БССР. Серыя хiмiчрых навук», 1965-1972.
Ряд первых научных работ выполнил под руководством профессора В. Я. Курбатова. Изучал влияние закаливания жидким воздухом на структуру никель-железных и других сплавов; синтезировал средние триполифосфаты никеля, хрома, алюминия, талия; установил образование компонентов цинка, кадмия, марганца и других металлов в водных растворах. Одним из первых в Беларуси начал исследования в области коллоидной химии.
Важным направлением научной деятельности явилось изучение закономерностей адсорбции, физико-химических свойств сорбентов и катализаторов («Окисление целлюлозы в защитных средах», с соавт., 1936; «Ламинарная коагуляция коллоидной гидроокиси железа», с соавт., 1939; «Адсорбция пикриновой кислоты на силикагеле из смешанных органических сред», с соавт., 1940).
Автор более 200 научных работ, в т.ч. монографий: «Микроэлементы и коллоиды почв», 1966; «Триполифосфаты и их применение», с соавт., 1969; «Регулирование пористой структуры окисных адсорбентов и катализаторов», с соавт., 1971.
Депутат Минского областного Совета.
Умер в Минске, похоронен на кладбище «Чижовка».
- Ермоленко Н. Ф. : [Некролог] Коллоидный журнал. - 1972. - Т. 34, вып. 6. - С. 983-984.
- Навука. Калоiдная хiмiя //БелСЭ. - Мн., 1975. - Т. 12. - С. 471 - 472.
- Ермоленко Николай Федорович, белорусский советский химик //Белорусская ССР: Краткая энциклпедия. - Мн., 1982. - Т. 5:
- Биографич. справочник. - С. 220.
Открыл явления «седиментационной тиксотропии» и «ламинарной коагуляции», последнее - легло в основу пенной хроматографии и флотации коллоидных систем. Результаты работы обобщены в докторской диссертации, 1935.
Награжден 3 орденами, в т.ч. орденом Ленина; медалями.
Присвоено почетное звание заслуженного деятеля науки БССР, 1949.