Bereits seit 1927 engagierte sich Nikolaus Groß zusammen mit Jakob Kaiser, Otto Müller, Josef Jakob und Bernhard Letterhaus im Widerstand gegen den Nationalsozialismus. Mit guten Freunden aus KAB, Christlichen Gewerkschaften, Zentrum u. a. beriet er im Kölner Kreis, der sich in der Verbandszentrale der KAB, dem Kettelerhaus in Köln, traf, spätestens seit 1942 über Alternativen zum NS-Regime. Der Kölner Kreis arbeitete eng mit dem Berliner Kreis um Carl Friedrich Goerdeler zusammen und beteiligte sich an dessen Personalplanungen für die Zeit nach Hitler. Am 12. August 1944 wurde Nikolaus Groß in Zusammenhang mit dem Attentat vom 20. Juli verhaftet, obwohl er nicht daran beteiligt war. Am 15. Januar 1945 verurteilte ihn der Volksgerichtshof unter dem Vorsitz von Freisler zum Tode. Im Anschluss daran wurde er sofort nach Plötzensee gebracht, wobei ihm seine Ehefrau nachfuhr. Sie hatten am 18. Januar 1945 im Beisein eines SS-Mannes lediglich 15 Minuten Zeit, sich voneinander zu verabschieden. Er sagte noch zu ihr: