В качестве коронного военачальника (региментария) Николай Остророг принимал участие в подавлении казацко-крестьянского восстания под предводительством запорожского гетмана Богдана Хмельницкого (1648—1654). 9 июня 1648 года был избран в состав триумиврата временных командующих польской армией вместе с Владиславом Заславским и Александром Конецпольским. Казаки в насмешку над его учёностью, никак не связанной с военными способностями, называли его «латина» (соответственно, изнеженного Заславского и молодого Конецпольского «перина» и «детина»). Командование Остророга и его коллег закончилось разгромом поляков в битве под Пилявцами 13/23 сентября 1648 года, причем все три командующих бежали в числе первых. Годом позже участвовал в осаде Збаража.