Kiedy wybuchła wojna polsko-krzyżacka 1519–1521, 4 stycznia 1520 astronom, wraz z Janem Scultetim, został oddelegowany do negocjacji z wielkim mistrzem zakonu krzyżackiego Albrechtem Hohenzollernem (bezskutecznych). Wkrótce potem, 21 stycznia, Frombork, w którym przebywał Kopernik, został napadnięty i spalony przez Krzyżaków. Wobec opuszczenia Warmii przez większość członków kapituły na barkach Kopernika spoczęło zadanie obrony zamków warmińskich. W 1520 r. został mianowany administratorem dóbr Olsztyna (rezydując na zamku w Olsztynie) i wysłał do Zygmunta Starego list z prośbą o wsparcie wojskowe, który jednak został przechwycony przez Krzyżaków. Jednakże król inną drogą dowiedział się o zagrożeniu głównej twierdzy w południowej Warmii i w końcu listopada 1520 r. nadesłał posiłki – stu zbrojnych pod dowództwem Henryka Peryka z Janowic. Kopernik zwracał się także o pomoc do Jana Scultetiego z Elbląga, którą uzyskał i dzięki temu udało się obronić miasto. Można się często spotkać z informacją, jakoby Kopernik osobiście dowodził obroną twierdzy; w rzeczywistości funkcję tę pełnił Paweł Dołuski. Albrecht Hohenzollern, przegrywając wojnę, został zmuszony do zawarcia czteroletniego rozejmu, 5 kwietnia 1521. W tym samym roku Mikołaj przestał być administratorem dóbr kapituły i 20 sierpnia został komisarzem Warmii.