После демобилизации в октябре 1945 г. находился на партийной работе: заведующий сектором вузов и НИИ агитационно-пропагандистского отдела Днепропетровского обкома КП(б) Украины (одновременно доучивался в университете).
С апреля 1947 года 1-й секретарь Жовтневого райкома Днепропетровска, с декабря 1949 года – секретарь Кировоградского обкома КП(б) Украины.
Был одним из инициаторов смещения тогдашнего начальника КГБ СССР И. А. Серова.
Председатель КГБ генерал армии Иван Александрович Серов (1905–1990) считал Миронова интриганом ("занимается интригами и подсиживанием"), относился к нему с нескрываемой неприязнью и сознательно удалил из Москвы. Это была почетная ссылка. Однако Серов знал о давних тесных дружеских связях Николая Романовича с набиравшим силу секретарем ЦК по оборонной промышленности Леонидом Ильичом Брежневым и постарался подсластить пилюлю генеральским званием и высокой должностью в провинции. В январе 1956 года генерал-майор госбезопасности Миронов возглавил Управление КГБ по Ленинградской области.
Николай Романович об обиде не забыл и спустя без малого три года, когда его друг Брежнев стал членом Президиума ЦК, нанес ответный удар. В 1958-м главный чекист города трех революций направил на имя Хрущева личное письмо, целившее в его давнего сподвижника. "Н. Миронов писал, что председатель КГБ, Герой Советского Союза генерал армии И.А. Серов лично замешан в массовых репрессиях против советских людей, что он не желает вникать в суть изменившейся обстановки, что продолжает действовать и мыслить старыми категориями. Все эти слова были аргументированы конкретными убедительными примерами".
С 30 мая 1959 года – заведующий Административным отделом ЦК КПСС, в задачи которого входили: руководство и контроль за деятельностью управлений и отделов военных ведомств, партийных и комсомольских армейских организаций, политотделов военных округов и флотов, ведомств госбезопасности и внутренних дел, органов прокуратуры, Верховного Суда СССР, органов госконтроля, здравоохранения, соцобеспечения. Считался одной из ключевых фигур в партийно-политической номенклатуре СССР.
Всю организационную работу по смещению взял на себя аппарат, а именно завотделом административных органов ЦК Николай Миронов. У бывшего фронтового разведчика хватало для этого смелости, а также опыта работы в госбезопасности и авторитета в партаппарате, да и не только в нем.
Работавший под его началом заведующим сектором Ардалион Малыгин рассказывал мне, что Миронов был единственным заведующим административным отделом, к которому приезжал в ЦК министр обороны, хотя маршал Малиновский и занимал более высокую ступень в советской иерархии.
Миронов был в хороших отношениях и с Брежневым, под руководством которого он работал в Днепропетровске, и с Шелепиным и с Семичастным, которых он курировал в качестве председателей КГБ.
Замысел по отстранению Хрущева от власти – это хорошо продуманная многоходовая комбинация энергичного завотделом, рассчитанная сначала на компрометацию, а затем и на удаление от первого лица наиболее преданных его приверженцев, обладавших реальной властью, – Ивана Серова и Фрола Козлова. По иронии судьбы и тот и другой в прошлом были непосредственными начальниками Миронова.
Интрига удалась: уже наступила «оттепель», и Хрущев, справедливо опасаясь за свой престиж, отдалил от себя проверенного годами соратника, всегда безукоризненно выполнявшего его указания. В декабре 1958 года Серов лишился поста председателя КГБ и возглавил ГРУ. В мае 1959-го Миронов был отозван в Москву, выведен в действующий резерв КГБ и назначен заведующим Отделом административных органов ЦК. Отныне он по должности стал «присматривать» за своим бывшим начальником Серовым. По очень точному определению осведомленного современника, под Мироновым «ходили» армия, КГБ, ГРУ, внутренние и пограничные войска, правоохранительные органы".
Так началась кампания по дискредитации Серова, которого связывали с Хрущевым многолетние дружеские отношения. Генералу припомнили участие в довоенных репрессиях, депортацию народов Кавказа в годы войны, мародерство в Германии, участие в организации Особой тюрьмы МГБ, сокрытие оперативных дел. В 1962 году его лишили ордена Суворова I степени, полученного в марте 1944го за депортацию чеченцев и ингушей. Последней каплей стало предательство полковника ГРУ Пеньковского. В 1963 году за "потерю политической бдительности" Серова лишили звания Героя Советского Союза, на три ступени понизили в воинском звании и генерал-майором отправили служить в Ташкент. Один из самых влиятельных сподвижников Хрущева был выведен из игры.