1980年5月進入空軍第二預備學校學習。
1981年1月轉入第六飛行學院學習。
1983年5月畢業。後分配至蘭州軍區空軍航空兵運輸團。
1988年5月調入陸軍39軍直升機大隊。
1994年調入中國試飛員學院任試飛員、試飛教官、試訓處書記等職。他曾赴南非試飛員學校深造。
牛永紅在試飛理論方面有一定造詣，曾發表《Z11直升機自轉著陸試飛》、《最小總距角對自轉的影響》、《直升機高度—速度包線的確定方法》等專業論文，在直升機國產化定型試飛中填補了多項國內空白。通過不斷鑽研和試驗，他順利完成了自轉著陸、單發空中啟動、尾漿故障等多項風險科目的試飛，出色承擔了X型國產發動機的首飛任務。
