Under 1905-revolusjonen spilte Nikolaj en viktig rolle. Tsaren regnet med at storfyrst Nikolaj var den eneste med tilstrekkelig prestisje til å kunne ta rollen som leder i et militært diktatur, men i stedet tvang han fetteren til å godta kravene som var utformet av Sergej Witte. Tsarina Alexandra tilga aldri Nikolaj dette.