Seinen ersten Kriegseinsatz erlebte er im Vaterländischen Krieg von 1812–1814, bei dem er auch in der Schlacht bei Borodino eingesetzt war. Für seine Tapferkeit wurde er mit hohen russischen und ausländischen Orden ausgezeichnet. Seine Laufbahn setzte sich rasant fort, so wurde er 1813 zum Leutnant und zum Stabskapitän und 1816 zum Kapitän befördert. 1818 wurde er zum Geschwaderkommandeur ernannt und 1819 zum Oberst befördert. 1820 übernahm er als Regimentskommandeur das Kommando über das Kürassier-Regiment in Nowgorod. Für die materielle und personelle Umgestaltung der russischen Kürassier-Regimenter in Jekaterionslaw und Nowgorod erhielt er vom Zaren einen Dankesbrief und die „Höchsten Gunst seiner Kaiserlichen Majestät“ ausgezeichnet. Im Rang eines Generalmajors trat er am 27. Februar 1824 mit dem Privileg der „Pension und des Uniformtragens“ in den Ruhestand. Seinen Ruhesitz wählte er auf seinem Anwesen in Tschechow, einer Stadt in der Oblast Moskau. Er wurde insgesamt drei Mal für den Bezirk Serpuchow zum Adelsmarschall gewählt. Nikolai Iwanowitsch Wassilchikow starb 1855 und wurde in der Anno-Zachatievsky-Kirche bei Tschechow beigesetzt.