Nikolaus von Pottenburg studierte 1840 bis 1844 Rechtswissenschaften an der Universität Wien, wo er u. a. auch mit dem Dichter Alexander Julius Schindler zusammentraf. 1844 wurde er Konzeptspraktikant bei der niederösterreichischen Landesregierung, und diente ab 1848 als Sekretär des Grafen Montecuccoli-Laderchi im Quartier des Grafen Radetzky in Lombardo-Venetien. Nach den Revolutionen von '48/49 trat er in den auswärtigen Dienst, ab 1852 als Legationssekretär an der Gesandtschaft in Turin, dann 1854 in gleicher Funktion in Kassel, und 1856 in Stockholm. Nach Ausbruch des Krieges in Italien (1859) bemühte sich v. Pottenburg bei der britischen Regierung in London um Bündnisunterstützung für Österreich. Nach weiteren Stationen in Madrid und Hannover, wurde er 1865 Geschäftsträger in Karlsruhe, und konnte bis zum Krieg mit Preußen (1866) die badische Regierung auf österreichischer Seite halten.