Han var sønn av kjøpmann Nicolay Nicolaysen (1771–1836) og Bolette Marie Berentine Lexau (1772–1847), og far til antikvar Nicolay Nicolaysen og kirurgen Julius Nicolaysen. Etter å ha studert ved Christianis institut i København og et år på utenlandsreise ble han kjøpmannsborger i Bergen i 1816. Etter farens død etablerte han og broren Nicolay firmaet N. Nicolaysen & Co.