С 1997 по 2000 год - главный специалист правового отдела, затем начальник отдела инвестиций департамента экономики и промышленности администрации Калужской области.

В 2000-2003 годах возглавлял Центральное агентство по регистрации выпусков ценных бумаг акционерных обществ в Калуге.

В 2003-2004 годах - генеральный директор открытого акционерного общества (ОАО) "Калужская ипотечная корпорация".

С 2004 по 2007 год - министр экономического развития Калужской области.

С июля 2007 года исполнял обязанности городского головы.

15 сентября 2007 года на конференции регионального отделения партии "Единая Россия" единогласно был выдвинут кандидатом на пост главы Калуги. В 2007-2010 годах - городской голова Калуги. 

С декабря 2010 года по сентябрь 2015 года Николай Любимов занимал пост заместителя губернатора Калужской области Анатолия Артамонова. Одновременно с сентября 2011 года был руководителем администрации губернатора.

В 2015-2016 годах - депутат Законодательного собрания Калужской области VI созыва.

 С 24 сентября 2015 года - председатель Законодательного собрания области.

18 сентября 2016 года избран депутатом Государственной думы РФ VII созыва по списку партии "Единая Россия", входил в комитет по бюджету и налогам.

14 февраля 2017 года указом президента РФ Владимира Путина назначен врио губернатора Рязанской области в связи с досрочной отставкой бывшего главы региона Олега Ковалева.

С 11 сентября 2017 года губернатор Рязанской области