В 1884 году Николай Александрович поступает на действительную военную службу, а 6 мая того года приносит воинскую присягу в Большой церкви Зимнего дворца. Очевидец этого события великий князь Константин Константинович (президент Российской академии наук, переводчик, поэт — литературный псевдоним «К. Р.») записал в тот день в дневнике: «Нашему цесаревичу сегодня 16 лет, он достиг совершеннолетия и принес присягу на верность Престолу и Отечеству. Торжество было в высшей степени умилительное и трогательное. Наследник, с виду еще совсем ребенок, и очень невелик ростом. Прочитал он присягу, в особенности первую, в церкви детским, но прочувствованным голосом; заметно было, что он вник в каждое слово и произносил свою клятву осмысленно, растроганно, но совершенно спокойно. Слезы слышались в его детском голосе. Государь, Императрица, многие окружающие, и я в том числе, не могли удержать слез».
Изменение общественного положения Николая Александровича не отразилось существенно на чинопроизводстве, и воинские звания присваивались почти всегда лишь по выслуге лет. В августе 1884 года цесаревич стал поручиком. В июле 1887 года девятнадцатилетний юноша приступает к регулярной военной службе в Преображенском полку и производится в штабс-капитаны. В апреле 1891 года наследник престола получает звание капитана, а через год, в мае 1891 года, — полковника. На этом производство завершилось, и в чине полковника он оставался до самого конца. Считал неприличным, в силу своего положения, присваивать себе новые воинские звания.
Наследник русского престола получал высшие награды иностранных государств, что служило выражением уважения к России, признанием ее роли мировой державы. Главами и правителями многих стран цесаревичу Николаю Александровичу жаловались ордена: Подвязки (Великобритания), Святого Льва (Нидерланды), Восходящего Солнца (Япония), Белого Сокола (Саксен-Веймарское герцогство), Золотого Руна (Испания), Черного Орла (Пруссия), Святого Стефана (Австро-Венгрия), Почетного легиона (Франция), Спасителя (Греция), Слона (Дания), Звезды (Румыния), Святого Александра (Болгария), Южного Креста (Бразилия), Чакр-Ки (Сиам — Таиланд), Леопольда (Бельгия), Османие (Турция) и другие.
С ранних лет его отличала одна черта, которая, с одной стороны, свидетельствовала о нравственном облике, а с другой — предвещала трудную жизнь: он не умел врать. Этим напоминал своего отца, всю жизнь не терпевшего вранья и с трудом выносившего лицемеров. Но монарх находился в эпицентре власти, там, где перекрещивались все нити скрытых интересов, закулисных интриг, высокого лицедейства. Николаю II с трудом приходилось овладевать искусством повседневного дипломатического маневрирования. Не все у него получалось так, как надлежало, так, как издревле принято было на Руси, и к чему давно привыкли и управители, и управляемые. Императрица Мария Федоровна однажды сказала про своего старшего сына: «Он такой чистый, что не допускает и мысли, что есть люди совершенно иного нрава». Мать не заблуждалась. Николай II был, как тогда говорили, «натуральным человеком», ценившим и принимавшим простое, ясное, искреннее, доброе.
Александр III «умел поставить на место», мог без обиняков прилюдно назвать труса трусом, бездельника бездельником, дурака дураком, в одночасье выгнать со службы и лишить регалий. Последний же царь, в силу природной деликатности, благожелательного характера, подобного никогда не делал. Если даже не любил кого-то, то никогда не высказывался уничижительно, а публично лишь демонстрировал холодность. Расставаясь с должностным лицом, старался обставить все учтиво, награждая при увольнении «своих слуг» чинами, орденами, благодарственными рескриптами, денежными пособиями. Но редко вступал в прямые объяснения, понимая, что это будет неприятно, тяжело и ему, и тому, кто потерял расположение и должность.