Детство его проходило под присмотром многочисленной челяди. Чтобы развеять скуку дворцовых покоев, Никола придумывал собственные развлечения. Так, он собрал в Павловске гимназистов и, сформировав из них несколько рот, устроил маневры. Задачей молодых скаутов был захват небольшой крепости в Павловском парке, где жили на покое солдаты-инвалиды. Мальчики вооружились игрушечными ружьями, барабанами, сигнальными рожками и ротными флажками. Команды отдавались согласно воинскому уставу. В результате крепость с криками «ура!» взяли штурмом, а призреваемые инвалиды сдались в плен. Кое-кому из придворных детская забава показалась похожей на штурм Бастилии, что, как известно, является символом крушения монархии. Николу отругали и впредь запретили подобные развлечения.
Писатель Д. В. Григорович, четырнадцать месяцев состоявший воспитателем при Николе, рассказывал, что мальчика очень ожесточил приставленный к нему немец, любивший методично бить ученика по щекам верхней частью ладони.
Характер юного великого князя с годами становился все более неуравновешенным, упрямым, взбалмошным. Лейб-медик И. С. Гауровиц отмечал, что быстрая возбудимость и необузданная чувствительность (на женский пол Никола стал заглядываться с двенадцати-тринадцати лет) достались ему от матери, у которой нервные расстройства доходили до галлюцинаций и ясновидения. По утверждению опять же Д. В. Григоровича, «когда он был юношей и жил в Мраморном дворце, к нему водили девок по целым десяткам».
Распутство великие князья, люди в своем большинстве глубоко религиозные, по странному стечению обстоятельств не считали грехом и даже на старости лет при живых женах заводили себе молодых любовниц, скармливая им значительные капиталы.
Никола, считавшийся самым красивым из великих князей, сдал экзамены за курс Академии Генерального штаба и поступил на службу в лейб-гвардии Конный полк. Константин Константинович отмечает в своем дневнике за 1871 год, что вся семья любуется Николой, гордится, что он – командир эскадрона.
Блистательный офицер царской крови много путешествует по Европе, скупает картины и редкие музейные вещицы, любуется старинными городами. В 1873 году, уже в чине полковника, он принял участие в Хивинском походе, победоносно закончившимся подчинением Хивинского царства русскому царю.
Живя уже отдельно от родителей в собственном дворце и получая ежегодно дохода от августейших уделов, то есть земель, принадлежащих Дому Романовых и сдаваемых в аренду, более двухсот тысяч рублей (пуд ржаной муки в самые голодные годы стоил не более рубля), Никола и в Петербурге, и в Европе показал удаль русского барина. Он не стеснял себя ни в денежных тратах, ни в выборе любовниц, ни в товарищеских офицерских попойках. Ему прочили удачную карьеру, блестящее будущее. И вдруг…
В начале 1874 года в царском Зимнем и великокняжеском Мраморном дворцах были замечены странные происшествия. Сначала у императрицы Марии Александровны после фамильного обеда со стола пропали какие-то драгоценные вещи. Александр II сообщил об этом брату Константину Николаевичу, а тот между прочим заговорил о происшествии с женой. «Ах, это Никола!» – в ужасе воскликнула Александра Иосифовна. Муж рассердился, что у нее подобные мысли о собственном сыне, и оборвал разговор.
В марте Александра Иосифовна заметила пропажу изумрудных серег. Несколькими днями позже во время ее причащения с Николой из домовой церкви исчезли старинные кресты. Мать уверилась, что виною всему старший сын, в последние годы все более отделявшийся от семьи и Бога. А тут еще официант Таубс, желая подольститься к подозрительной великой княгине, не скрывавшей своих прозрений от челяди, доложил, что из Турецкой комнаты исчезла китайская чашка, которую он недавно видел в руках Николы. Другой лакей сообщил, что Никола взял с отцовского стола карандаш и сунул себе в карман. Наконец, обнаружили и крупную кощунственную кражу: 9 апреля из иконы, которой благословляли Александру Иосифовну в день свадьбы, вор вынул и унес бриллиантовый камень.
Всю полицию Петербурга поставили на ноги. Пропажу обнаружили в тот же день в ломбарде, куда бриллиант отнес, по сохранившейся записи, адъютант Николая Константиновича, капитан Варпаховский.
Отец отправился к сыну домой и, не застав его, приказал тотчас разыскать подозреваемого и доставить в Мраморный дворец. Спустя несколько часов Никола предстал перед очами отца и начальника Третьего отделения графа П. А. Шувалова. Поначалу он от краж открещивался, придумал детское объяснение, что купил бриллиант у незнакомой старухи на улице, но в конце концов пришлось сознаться. Гром грянул…