27.07.1831 года — в семье императора Николая I Павловича и императрицы Александры Фёдоровны родился третий сын Николай.
1831 год — записан «на службу» в лейб-гвардии Сапёрный батальон.
1838 год — начало обучение великого князя под руководством генерала А.И. Философова по «плану учения», разработанного В.А. Жуковским для цесаревича Александра Николаевича (будущего императора Александра II). Изучение военного дела на лагерных сборах столичного 1-го кадетского корпуса.
1846 год, 1 июля — производство в первый офицерский чин подпоручика. Занятие различных строевых должностей в 1-м кадетском корпусе.
1847 год — производство в чин поручика.
1848 год — производство в чин капитана.
1849 год — командование в лагере военно-учебных заведений сводной ротой гвардейских подпрапорщиков и Пажеского корпуса. Становится шефом Тверского драгунского и Сибирского гренадерского полков.
1850 год — назначение на должность командира батальона 1-го кадетского корпуса. Производство в чин полковника.
1850 год — пожалован во флигель-адъютанты Свиты Его Императорского Величества.
1851 год — перевод в лейб-гвардии Конный полк командиром дивизиона.
1851 год, 26 ноября — в день кавалерского праздника ордена Святого великомученика и Победоносца Георгия, в связи со своим совершеннолетием, приносит торжественную присягу.
1852 год — назначение в Свиту Его Императорского Величества с назначением генерал-инспектором по инженерной части и командиром 1-й бригады 1-й лёгкой гвардейской кавалерийской дивизии.
1853 год — начало Восточной (Крымской) войны.
1854 год, 23 октября — прибытие великих князей Николая и Михаила Николаевичей в Севастополь.
1854 год — участие в Инкерманском сражении. Награждение военным орденом Святого Георгия 4-й степени.
1855 год, 20 января — назначение заведовать всеми инженерными работами, укреплениями и батареями на Северной стороне Севастополя (от Константиновской батареи до Мекензиевой горы включительно).
1855 год, февраль — отъезд в Санкт-Петербург по случаю смерти отца императора Николая II. Воцарение Александра II Николаевича.
1855 год, 27 марта — назначение членом Государственного совета (фактически работу в нём начал принимать с 1861 года).
1855 год, лето — организация инженерных укреплений подступов к Выборгу со стороны Транзунда.
1855 год, осень — прибытие с императором в город Николаев, руководство военно-инженерными работами.
1855 год, конец — руководство работами в Кронштадте по «усилению рейда и заграждению подступов к нему».
1856 год, 25 января — вступление в «исправление обязанностей по званию генерал-инспектора инженерной части». В этой должности великий князь оставался до конца своей жизни. Назначение генерал-адъютантом и шефом Александрийского гусарского полка.
1856 год, 26 августа — производство в генерал-лейтенанты. Назначение почётным президентом Николаевской инженерной академии и начальником 1-й лёгкой гвардейской кавалерийской дивизии.
1857 год — назначение членом комитета о способе ремонтирования (пополнения конским составом) кавалерии.
1859 год — назначение командующим гвардейским резервным кавалерийским корпусом.
1860 год, 30 августа — производство в инженер-генералы (в полные генералы).
1861 год, 19 февраля — утверждение «Положения о крестьянах» и Манифест императора Александра II об отмене крепостного права.
1861 год — назначение командиром отдельного гвардейского корпуса.
1864 год, 10 августа — назначение командующим войсками гвардии и Санкт-Петербургского военного округа.
1864 год, 15 августа — назначение генерал-инспектором кавалерии с оставлением во всех прочих должностях и званиях.
1864 год — назначение членом комитета о раненых.
1867 год, 30 августа — назначение главнокомандующим войсками гвардии.
1871 год — поездка на Юг России для инспекции оборонительных линий и донского коннозаводства. Посещение Манычской степи и калмыцких кочевий.
1872 год — двухмесячное путешествие в Турцию и Святую Землю (Палестину).
1874 год, 1 января. Введение в России всеобщей воинской повинности.
1876 год, осень — назначение главнокомандующим Дунайской армии.
1876 год, 23 ноября — прибытие в Кишинёв. Начало сосредоточения русской армии и подготовке её к переправе через Дунай.
1877 год, апрель — инспектирование укреплений в Галаце и Браилове.
1877 год, 8—9 июня — участие в разведке правого берега Дуная.
1877 год, 10 июня — присутствие при переправе через Дунай 14-го армейского корпуса генерала Циммермана.
1877 год, 15 июня — руководство переправой через Дунай главных сил русской армии у Систово — Зимницы.
1877 год, 15 июля — награждение военным орденом Святого великомученика и Победоносца Георгия 2-й степени.
1877 год, лето — командование главным (центральным) отрядом Дунайской армии.
1877 год, 8 июля — первый неудачный штурм крепости Плевна.
1877 год, лето — вызов в Болгарию из России по представлению государю гвардии, гренадерского корпуса, четырёх пехотных дивизий и стрелковой бригады.
1877 год, 23 августа — взятие города Ловча.
1877 год, 30 августа — второй неудачный штурм Плевны.
1877 год, 28 ноября — попытка осаждённой 40-тысячной армии Осман-паши прорваться из Плевны. Капитуляция крепости.
1877 год, 29 ноября — награждение императорским военным орденом Святого великомученика и Победоносца Георгия 1-й степени.
1877 год, 30 ноября — принятие решения на военном совете о зимнем переходе русской армии через Балканские горы в направлении на Константинополь (Стамбул).
1878 год, 10 января — занятие города Адрианополь.
1878 год, 13 января — награждение Золотым оружием — саблей, украшенной алмазами, с надписью «За переход через Балканы в дкб. 1877 г.»
1878 год, 19 января — подписание с турецкой стороной «протокола предварительных оснований мира» и условия о перемирии.
1878 год, январь — прибытие английской эскадры в пролив Босфор.
1878 год, 29 января — император Александр II телеграммой предоставляет командующему русской армией полную свободу действий на берегах проливов Босфор и Дарданеллы, избегая столкновения с британцами.
1878 год, 12 февраля — русские войска продвигаются к Константинополю и занимают Сан-Стефано.
1878 год, 19 февраля — подписание Сан-Стефанского мирного договора.
1878 год, 2 апреля — получение «увольнения от командования армией» по собственному прошению из-за болезни и возвращение в Санкт-Петербург. Командование русской армией в Болгарии передаётся генералу Э.И. Тотлебену.
1878 год, 16 апреля — производство в генерал-фельдмаршалы.
1878 год, апрель — возвращение к исполнению обязанностей главнокомандующего войсками гвардии и командующего Санкт-Петербургским военным округом.
1880 год, 17 августа — оставление этих постов вследствие «расстройства здоровья». Начало постепенного отхода от государственных дел, исключая военные.
1881 год, 1 марта — убийство императора Александра II террористами-народовольцами.
1881 год — «присутствие» в Особой комиссии для обсуждения вопросов об улучшении устройства военных управлений.
1886 год — руководство манёврами войск столичного округа под Красным Селом и Усть-Ижорой, войск Варшавского и Виленского военных округов у Брест-Литовска.
1888 год — назначение председателем Особой комиссии по составлению проекта положения о полевом управлении войск.
1888 год — организация больших Елисаветградских манёвров.
1889 год, 15 августа — высочайший благодарственный рескрипт императора Александра III по случаю 25-летия службы великого князя в гвардии и командования ею.
1890 год — руководство манёврами Варшавского и Киевского военных округов под Нарвой и на Волыни, в которых участвовало около 130 тысяч человек.
1890 год, конец — переезд по настоянию врачей из Ровно в Крым, в Алупку, для лечения.
1891 год, 13 апреля — смерть генерал-фельдмаршала великого князя Николая Николаевича-Старшего в Алупке.
1891 год, 26 апреля — погребён с воинскими почестями в Санкт-Петербурге, в соборе Петра и Павла (в Петропавловской крепости), в усыпальнице императорской семьи Романовых.