Коллекционером был не только Николай Петрович, но и другие Лихачевы. Их семейная библиотека также была коллекцией, собиравшейся несколько веков и включавшей рукописные книги. В семье была коллекция монет. А свою личную коллекцию произведений искусства дядя Николая Петровича – А. Ф. Лихачев подарил вместе с особняком городу Казани, и она стала основой Казанского музея.
Коллекционирование исторических источников роднило Лихачева с такими известными собирателями древностей, какими были его современники – братья Щукины, Третьяков, Бахрушин; только предмет коллекционирования у Николая Петровича был связан с его профессиональной работой. В его коллекции, несмотря на громадный хронологический охват памятников и разнообразие, не было фальсификатов. Коллекция собиралась профессиональным историком по принципу: единый критический подход к историческим источникам и необходимость как можно более широкого их сопоставления и вза-имной проверки. Музей был, скорее, не отражением состояния исторической науки того времени, а своеобразным порывом к новой цели и отражал предчувствия историков многих стран в том, что необходим поиск новых путей исторического исследования.
Н. П. Лихачев был хорошо известен на европейских аукционах, иногда сам выступал как эксперт. За консультациями к нему обращались и в 20-е гг., когда он уже не мог выезжать из Ленинграда.
А от некоторых своих собраний он избавлялся: когда изменились его интересы коллекционера, он подарил Русскому музею 1497 икон. Эта коллекция составила около половины собрания икон Русского музея.
Среди петербуржских историков ходило много легенд о Лихачеве-коллекционере: как он почти контрабандно вывозил в Россию документы, купленные за рубежом, и о том, как в 20-е гг. деньги, выделенные на хозяйство, тратил на раритеты, замеченные на толкучке. Зимой 1917 г., спасаясь от грабежей, семья подпирала входную дверь дома тяжеленным подлинным египетским саркофагом.
Для себя и своей коллекции Н. П. Лихачев построил дом, а после революции организовал в нем Палеографический кабинет. В этом доме часть мебели и обстановки также представляла историческую ценность. Екатерина Николаевна Кушева, в дальнейшем крупный специалист по истории Кавказа, рассказала: когда она в первой половине 20-х гг. молоденькой девушкой приехала из Саратова в Петербург для занятий наукой, у нее были рекомендательные письма к петербургским ученым, в том числе к Николаю Петровичу. Ее довольно прохладно встретил С. Ф. Платонов, а о работе в Палеографическом кабинете она вспоминала с восторгом. Н. П. Лихачев, уже тогда маститый ученый, помогал ей советами, сам приносил необходимые рукописи и даже поил ее чаем с сахаром, что в те годы было невиданной роскошью.
Активная научная, издательская, общественная жизнь Н. П. Лихачева была бы невозможна без поддержки семьи. Он был женат на Наталии Геннадиевне Карповой, дочери известного историка Г. Ф. Карпова; по материнской линии Наталия Геннадиевна была внучкой самой богатой женщины России – А. Т. Морозовой. Поговаривали, что бабушка обещала бесприданнице-внучке по пятьдесят тысяч за каждого ребенка. Лихачевы воспитали девять детей.
В 1901 г. Н. П. Лихачев был избран членом-корреспондентом Академии наук, а в 1925 г. – действительным членом.
Война, начавшаяся в 1914 г., многое изменила в привычной жизни; стали невозможными поездки на европейские аукционы и пополнение обширной коллекции.
В 20-е гг. Лихачев все силы отдавал своему Палеографическому кабинету, как он назвал свою коллекцию. Поняв, что ее можно сохранить, только передав авторитетной научной организации, Н. П. Лихачев по совету ученых в 1925 г. передал коллекцию Академии наук, в ее составе она стала называться Музей палеографии, а Николай Петрович был назначен директором музея. Как видно из переписки, он очень переживал свою утрату.
Музей палеографии был открыт для посетителей и занятий и скоро стал научной лабораторией для молодых ленинградских медиевистов. Сам Лихачев продолжал научную работу: в последние годы Лихачев занимался исследованием византийских монет, в основном по своему собранию, и готовил работу к печати. После ареста рукопись была конфискована вместе с его личным архивом и затем бесследно исчезла.
В январе 1930 г. он был арестован по так называемому Академическому делу, в 1931 г. сослан в Астрахань. Лихачева волновала судьба Музея, о чем он писал непременному секретарю Академии наук, но больше всего его тяготила невозможность профессиональной работы в Астрахани. В письмах из Астрахани звучит отчаяние: работу найти невозможно, значит, нет ни денег, ни продовольственной карточки, без которой не купишь продукты. Однажды он предложил помощь сотрудникам местного архива, которые не могли прочитать древние рукописи, но это предложение было отклонено. Позже ему разрешили помочь местному музею систематизировать коллекцию древних монет, которые стояли неразобранными в ведрах. Во время разборки пару раз мимо Лихачева проходили партийные работники и с сочувствием обращались к нему: «Что, старичок, все копаешься? Небось есть там и древние монеты, столетние?»