Studioso e storico eminente, diede importanti contributi allo studio della storia russa relativa al periodo del regno di Alessandro I. I suoi lavori, pubblicati in russo e francese includono i documenti diplomatici dello zar Alessandro I e Napoleone, la biografia dell'amico dello Zar, Paul Strogonov e alcuni studi biografici su Alessandro I e la moglie, l'imperatrice Elizaveta Alekseevna, nata Luisa Maria di Baden.

Di ideologie politiche liberali, egli virò verso quello che definì un "repubblicanesimo autoritario". Combatté instancabilmente per riformare il sistema, infatti le sue vedute progressiste lo resero un membro piuttosto insolito della sua famiglia; il riconoscimento dei contemporanei per le sue doti venne piuttosto dall'estero che dalla Russia. Fu un membro dell'Accademia Francese, presidente della Società Imperiale Russa di Storia, della Società di Pomologia e della Società geografica russa; ricevette inoltre una laurea honoris causa in storia e filosofia dall'Università di Berlino e una in storia da quella di Mosca.

Perse il favore imperiale durante l'ultima parte del regno di Nicola II visto che la zarina Alessandra Feodorovna lo disprezzava per le sue vedute liberali. Man mano che la situazione politica dell'impero russo peggiorava egli fece pressioni sullo Zar affinché concedesse delle riforme e partecipò addirittura alle discussioni per organizzare una rivoluzione di palazzo. Dopo la caduta della monarchia venne esiliato a Vologda; venne poi imprigionato dai bolscevichi a San Pietroburgo ed in seguito fucilato fuori dalla Fortezza di San Pietro e San Paolo assieme al fratello Georgij Michajlovič e ai cugini Dmitrij Konstantinovič e Pavel Aleksandrovič.

Biografia Infanzia e giovinezza Il granduca Nikolaj Michajlovič nacque il 26 aprile 1859 a Carskoe Selo, maggiore tra i sette figli del granduca Michail Nikolaevič Romanov e della moglie Olga Feodorovna, nata principessa Cecilia di Baden. Conosciuto in famiglia come Bimbo, aveva tre anni quando la famiglia, nel 1862, si trasferì a Tbilisi in occasione della nomina del padre a viceré del Caucaso; Nikolaj spese la sua infanzia e giovinezza in Georgia, dove la famiglia visse per venti anni. Ricevette un'educazione piuttosto spartana, con un padre piuttosto distante occupato in impegni militari e governativi ed una madre severa e dominante. Nikolaj era il figlio preferito della madre e i due ebbero infatti una stretta relazione come si può notare dalle lettere arrivate fino a noi, caratterizzate da toni edipici;Cockfield, White Crow, p. 11 Olga Feodorovna era una madre esigente, ma Nikolaj era desideroso di compiacerla. Crescendo nel Caucaso, i Michajlovič, il ramo giovane della dinastia Romanov, vennero cresciuti in un'atmosfera diversa da quella dei loro cugini della capitale dell'impero ed in seguito vennero ritenuti più progressisti e liberali degli altri famigliari.Cockfield, White Crow, p. 14

I giovani granduchi vennero tutti educati da precettori privati e Nikolaj, studente dotato, fece tesoro dei loro insegnamenti; fin dalla giovinezza egli si interessò di arte, letteratura, architettura e materie scientifiche. In ogni caso, come tutti i membri maschi della sua famiglia, egli era destinato ad intraprendere la carriera militare: a Tbilisi comandò un battaglione degli arcieri caucasici nel 1877 e combatté assieme a loro nella guerra turco russa del 1877-1878. Questa fu per lui un'esperienza traumatica che lo trasformò in un convinto pacifista per il resto della sua vita. Quando suo padre venne nominato presidente del Consiglio dell'Impero nel 1882, l'intera famiglia ritornò a San Pietroburgo e Nikolaj venne assegnato al reggimento delle guardie a cavallo di Maria Feodorovna.Chavchavadze, The Grand Dukes, p. 171 Tra le altre guardie divenne conosciuto come Philippe Égalité perché, tra le altre cose, usava rivolgersi ai commilitoni come «amici miei».

Nel 1879, all'età di vent'anni, visitò la corte dello zio materno, il granduca Federico I di Baden, e si innamorò della cugina Vittoria. «È affascinante e piace immediatamente», scrisse di lei, aggiungendo: «Ti bacia e ti fa dire migliaia di cose».Cockfield, White Crow, p. 61 La Chiesa ortodossa russa, che proibiva i matrimoni tra primi cugini, non avrebbe permesso nessun pensiero di matrimonio; ciononostante Nikolaj chiese allo zio Alessandro II di Russia di acconsentire al matrimonio, minacciando che se non gli fosse stato permesso di sposare Vittoria di Baden egli non si sarebbe mai sposato. Vittoria divenne invece regina di Svezia, mentre Nikolaj tentò una seconda volta di trovare una moglie di sangue reale negli anni 1880. Egli era interessato alla principessa Amelia d'Orléans, figlia maggiore di Filippo, conte di Parigi;Cockfield, White Crow, p. 62 Nikolaj la descrisse come «bella e di alta statura, begli occhi, non proprio graziosa ma in complesso una bella persona». Egli chiese il permesso ai suoi parenti per sposare Amelia, ma non solo i Romanov guardavano dall'alto in basso gli Orléans, ma oltretutto lei era cattolica e la sua famiglia preferiva che non si convertisse. Nikolaj Michajlovič non arrivò mai più così vicino ad un matrimonio, ma in compenso ebbe numerose relazioni clandestine; la famiglia imperiale riteneva che avesse numerosi figli illegittimi. In una lettera del 1910 il Granduca menzionò di essersi innamorato nuovamente: «immaginati, innamorato a cinquantuno anni»; il suo grande amore fu la principessa Nelly Bariatinskaja.

Studioso imperiale Il granduca Nikolaj Michajlovič non ebbe un vero talento militare o un'inclinazione verso la vita dell'esercito. Amava invece l'educazione e pregava il padre di permettergli di frequentare l'università, ma quest'ultimo si opponeva fermamente. Per compiacerlo, Nikolaj entrò nell'Accademia dello Staff dei Generali (Collège de la Guerre) dove eccelse negli studi; la vita militare non faceva per lui visto che preferiva di gran lunga studiare le farfalle e fare ricerche storiche. Entrando nell'esercito, come fecero tutti i Romanov, Nikolaj arrivò a diventare ostile verso l'istituzione ed infatti fu l'unico membro della famiglia a lasciare ufficialmente il servizio militare.

Fin dalla sua gioventù nel Caucaso, Nikolaj sviluppò un interesse per la botanica. Riuscì inoltre a raccogliere una riguardevole collezione di farfalle rare, che in seguito donò all'Accademia delle Scienze, ed allo stesso tempo pubblicò un libro, composto di dieci volumi, intitolato Discussions on the Lepidopterae (Discussioni sui Lepidopterae).Cockfield, White Crow, p. 76 Anche altri interessi scientifici naturali attrassero la sua attenzione, tra cui la pomologia; venne nominato infatti presidente della Società Russa di Pomologia e selezionò una varietà di mandarino senza semi.Cockfield, White Crow, p. 77 Durante la Prima Guerra Mondiale il Granduca pubblicò un libro sulla caccia in cui dimostrò i suoi interessi scientifici sulle oche e le anatre.

Presto iniziò ad interessarsi maggiormente alla ricerca storica; il primo libro I Principi Dolgorukij, Collaboratori dell'Imperatore Alessandro I, apparve nel 1890. Molti altri libri seguirono, compresi cinque volumi di ritratti russi del XVIII e XIX secolo; questi consistevano in ritratti di personaggi dei regni di Caterina la Grande, Paolo I e Alessandro I. Questo lavoro monumentale di raccolta di fotografie provenienti da palazzi, musei e gallerie è un'importante fonte di informazioni visto che molti degli originali sono andati distrutti dalla guerra o dalla rivoluzione.

Nel 1905 Nikolaj lasciò il servizio militare e si dedicò a tempo pieno ai suoi interessi di ricerca; Nicola II gli concesse volentieri accesso illimitato agli archivi ed alla libreria della famiglia Romanov. Il Granduca pubblicò quindi ben presto delle opere composte di molti volumi (più di quindici in totale), sia in russo che in francese, sul regno dello zar Alessandro I; questo importante lavoro gli portò riconoscimenti da tutta Europa. Investigò perfino sulla questione se Alessandro I fu veramente il misterioso staryetz Feodor Kuzimič; non parlò mai delle sue convinzioni personali, ma coloro che gli erano vicini riportarono che egli lo riteneva «plausibile», ma non molto probabile.

Mentre gli studi del granduca Nikolaj furono molto ammirati dagli storici professionisti e dagli esponenti della letteratura francese, egli non incontrò lo stesso favore tra i grandi storici russi del suo tempo, come ad esempio Vasilij Klyuchevsky. In seguito persino gli scienziati sovietici valutarono positivamente il suo lavoro: è l'unico dei tre membri non regnanti della famiglia imperiale ad avere una voce sulla grande Enciclopedia Sovietica.Cockfield, White Crow, p. 68 I suoi interessi storici non erano mai lontani dal suo pensiero, indipendentemente da quello che stava facendo; le sue lettere, specialmente quelle allo storico francese Frédéric Masson sono principalmente dei resoconti dei suoi sforzi, che non avevano mai fine. Durante la prima guerra mondiale completò uno studio in sette volumi sulle Relazioni Diplomatiche 1808-1812 così come la seconda edizione russa di Alessandro I, in due volumi, nel 1915. Aveva un'energia quasi infantile da dedicare alle sue ricerche e nuove scoperte ed il suo entusiasmo non conosceva confini. Visto che la sua educazione non fu tra le più convenzionali, i suoi primi lavori nel campo della storia avevano carattere dilettantesco, ma migliorò considerevolmente con il tempo. Quando la Società Storica Imperiale lo chiamò per scrivere numerosi articoli per il loro dizionario bibliografico, egli si appassionò alla scrittura.Cockfield, White Crow, p. 69

L'appartenere alla famiglia regnante gli diede accesso a materiale d'archivio che era invece precluso al pubblico ed aveva anche il privilegio di poter portare con sé questi documenti a casa, sua dove poteva studiarli nel comfort del suo studio. Riuscì inoltre a crearsi una grande biblioteca, sia nel suo palazzo di San Pietroburgo che nella sua tenuta rurale, Borjomi, dove amava lavorare indisturbato. La sua grande ricchezza d'altronde gli permetteva di avere un grande numero di assistenti ricercatori, un lusso che raramente era disponibile per gli altri storici; il suo aiutante più valevole fu Constantin Brummer, suo aiutante di campo fin dai primi anni della sua carriera militare e suo leale amico fino alla morte.Cockfield, White Crow, p. 71

Nel 1892, quando la presidenza della Società Geografica si rese vacante, Nikolaj Michajlovič occupò il posto,Cockfield, White Crow, p. 72 anche se non aveva mai pubblicato nessun lavoro di questo ambito disciplinare. Nel 1909, quando ormai era divenuto uno storico rinomato, divenne presidente della Società Storica.Cockfield, White Crow, p. 73 Prese l'incarico molto seriamente e il suo coinvolgimento fu molto intenso anche durante gli anni della guerra; nel 1916 era infatti occupato con l'organizzazione del giubileo dell'associazione e stava inoltre programmando le celebrazioni per il centenario della nascita dello zar Alessandro II, che sarebbe avvenuto nell'aprile del 1918.Cockfield, White Crow, p. 74 Nel maggio 1914 il granduca Nikolaj aveva creato una commissione di archivistica per coordinare e dare assistenza ai vari archivi storici locali, ma la Prima Guerra Mondiale pose fine ai suoi progetti e la riorganizzazione del sistema dovette attendere gli sforzi sovietici.