После путешествия по Европе поступил в лейб-гвардии Конный полк и в 21 год стал командиром эскадрона. В это время на одном из балов-маскарадов он познакомился с американской танцовщицей Фанни Лир (настоящее имя Harriet Blackford, 1848-1886), которая была одного с ним возраста, но к тому времени уже побывала замужем и имела малолетнюю дочь. У них начался роман, что обеспокоило его родителей. Константин Николаевич нашёл предлог, чтобы удалить сына из Петербурга: в 1873 году Николай Константинович отправился в составе русских экспедиционных войск в поход на Хиву. Во главе авангарда Казалинского отряда, понёсшего наибольшие потери, следовал одним из труднейших маршрутов, через пустыню Кызыл-кум. Первая же разведгруппа, возглавленная им, попала в такой плотный артиллерийский огонь, что в отряде их возвращения живыми уже не ждали. За участие в Хивинском походе был награждён орденом Святого Владимира 3-й степени.