Nicolaysens mest kjente verker er: «Mindesmerker af Middelalderens Kunst i Norge», «Norske stiftelser» (1-5), «Norske Magazin» (1-3), «Norske Bygninger fra Forntiden» (1-3), «Norske Fornlevninger», «Langskipet fra Gokstad» og «Kunst og Haandværk fra Norges Fortid». Han stod også for den årlige utgivelsen «Aarsberetningerne fra Foreningen til Norske Fortidsminnesmærkers Bevaring» fram til 1899, der han redegjorde for årets utgravninger og undersøkelser.