В 1846 году капитана Дельвига вместе с 5-м корпусом перевели в Дунайские княжества, а 1848-м — в пределы Трансильвании. Венгерская кампания дала случай молодому офицеру снова выделиться своими боевыми достоинствами. Особые отличия оказаны были им в арьергардном деле при местечке Сент-Георги и в сражении при селении Репсе, за что Дельвиг и получил чин подполковника и золотую саблю с надписью «За храбрость». По окончании Венгерской кампании подполковник Дельвиг был сначала старшим адъютантом в штабе 5-го пехотного корпуса, а затем дивизионным квартирмейстером в 13-й пехотной дивизии. В 1852 году Николая Ивановича произвели в полковники и перевели в Житомирский егерский полк: штабная служба оставлена была бароном для чисто строевой, что было большою редкостью в то время.