В 1931 году он стал «ударником третьего года пятилетки».
Затем, как и его брат, Николай поступил в артиллерийскую школу, которую окончил в 1934 году.
Прочитав содержание телеграммы, Николай Зайцев обратил внимание на то, что она подписана неким Петровым. Эта фамилия была условным сигналом и говорила о том, что Зайцева срочно вызывают в Москву в Разведуправление Красной Армии, сотрудником которого он был уже несколько лет.
Через три дня Зайцев был в Москве. В столице его ждали и сразу же подключили к решению двух секретных задач, о которых знал крайне ограниченный круг лиц советского политического руководства и начальник военной разведки.
Николай не был в родном Саратове более двух лет — все это время он находился в командировке в Берлине. Работая комендантом советского торгового представительства, Зайцев выполнял секретные задания Разведуправления Красной Армии.
В военную разведку хлебопек Зайцев попал не случайно. Он имел хорошие способности к изучению иностранных языков. Среди его саратовских друзей было много ребят из семей поволжских немцев. Играя с ними, Зайцев быстро научился говорить по-немецки. За годы учебы в военном училище он закрепил и систематизировал свои знания.
По окончании обучения лейтенант Зайцев получил положительную характеристику, в которой говорилось, что он «выдержан, точен, исполнителен, культурен, решителен и требователен к себе».
Помощник начальника артиллерийской батареи, в которой числился Николай, капитан В. Капустин в его характеристике отметил, что «Зайцев вынослив, решителен, много работает над собой, подвижен, инициативен, владеет немецким языком, дисциплинирован, пользуется среди курсантов авторитетом, активно участвует в общественной работе, является одним из лучших по учебе, физически развит вполне удовлетворительно».
Среди положительных качеств отмечались и некоторые недостатки, присущие Зайцеву. В частности, Капустин считал, что у Зайцева «еще недостаточная строевая выправка». Для работы в разведке строевая выправка, видимо, была не особенно важна. Важно, что Зайцев владел немецким и ему можно было доверять выполнение серьезных заданий. Поэтому его и отобрали для работы в военной разведке. Об этом в Саратове никто не знал, но соседи считали, что Николаю сильно повезло — он был единственным из парней Старолагерного проезда и всех прилегающих к нему улиц, который уехал работать в Москву.
В феврале 1937 года Разведуправление Красной Армии направило лейтенанта Зайцева в первую специальную командировку. Начальник Разведуправления комдив С. Урицкий пожелал молодому разведчику успехов. Так Зайцев оказался в Берлине, где стал работать курьером охраны и портье в торговом представительстве СССР в Германии, которое возглавлял советский торгпред Д. В. Канделаки.
Столица Германии удивила саратовского хлебопека обилием магазинов, большим количеством полицейских и улицами, заполненными автомобилями различных марок.
Первые общие впечатления о немецкой столице постепенно дополнялись более глубокими наблюдениями. В метро, на стенах домов, в трамваях и автобусах Зайцев все чаще и чаще стал замечать красочные плакаты, призывавшие берлинцев проявлять бдительность. На многих плакатах было написано всего три слова: «Осторожно! Враг подслушивает!» Читая местные газеты, курьер охраны советского торгового представительства обращал внимание на статьи, где говорилось, что тот или иной немец приговорен к смерти за антигосударственную деятельность. В Берлине шла своя особая внутренняя жизнь, и молодому сотруднику советской разведки еще предстояло ее изучить, понять и приспособиться к выполнению специальных заданий.