Mikołaj od pierwszych lat wychowywany był w duchu głęboko religijnym i miał szczerze interesować się doktryną prawosławną. Z dzieciństwa wyniósł również zainteresowanie literaturą rosyjską; jako nastolatek sam pisał opowiadania, głównie o charakterze satyrycznym. Ponadto od 1 stycznia 1882 do końca życia regularnie prowadził pamiętnik.
Mając szesnaście lat Mikołaj został formalnie uznany za pełnoletniego. 6 maja 1884 w czasie stosownej uroczystości w Pałacu Zimowym cesarzewicz złożył przysięgę wierności ojcu-cesarzowi, a następnie przysięgę wojskową na sztandar pułku kozackiego, którego był członkiem tytularnym.
Młodość Trzy lata później carewicz Mikołaj otrzymał stopień wojskowy porucznika i został włączony do składu Preobrażeńskiego Pułku Gwardii. Przez dwa miesiące mieszkał razem z innymi żołnierzami w koszarach. W kolejnych latach otrzymywał honorowo kolejne wysokie tytuły wojskowe: został komendantem I Baterii Kawalerii Gwardyjskiej i dowódcą Szwadronu Huzarów Gwardyjskiego Pułku Carskiej Wysokości. Był również tytularnym dowódcą V Austriacko-Węgierskiego Pułku Ułanów, którą to rangę otrzymał od cesarza Franciszka Józefa I.