Młodość spędził na podróżach zagranicznych po Europie. Odwiedził: Anglię, Szkocję, Szwajcarię i Włochy. Przez dłuższy okres przebywał też na dworze królewskim Ferdynanda I Habsburga, gdzie zdobywał w praktyce wiedzę na temat wojskowości, uczestnicząc w kampaniach wojennych wojsk cesarskich. Między innymi brał udział w oblężeniu Sienny w 1555 roku.
Droga kariery Po powrocie do Królestwa Polskiego w 1557 roku dzięki protekcji wpływowego ojca został starostą chmielnickim i sekretarzem królewskim. Brał udział w wojnie o Dominium Maris Baltici w Inflantach. Od 1562 roku był dworzaninem królewskim. Jako polityk zadebiutował w 1558 roku na sejmie w Piotrkowie Trybunalskim.
W 1564 roku Mikołaj Mielecki został jako rotmistrz podkomendnym hetmana polnego koronnego Stanisława Leśniowolskiego i brał udział w kampanii wojennej przeciwko Carstwu Rosyjskiemu, której celem było odzyskanie Połocka. W 1567 roku za zasługi na polu walki został obdarzony kasztelanią wojnicką. W 1569 roku podczas sejmu w Lublinie poparł króla Zygmunta II Augusta i opowiedział się za utworzeniem Rzeczypospolitej Obojga Narodów. W tym samym roku został wojewodą podolskim.