ولد نيكولاس في قصر غاتشينا في غاتشينا من والدين الدوق الأكبر بول، والدوقة الكبرى ماريا فيودوروفنا من روسيا (المولودة صوفي دوروثيا من فورتمبرغ). بعد خمسة أشهر من ولادته، توفيت جدته، كاثرين العظمى، وأبويه أصبحا إمبراطورًا وإمبراطورة روسيا. كان شقيقًا أصغر للإمبراطور الإسكندر الأول من روسيا، الذي خلف العرش في عام 1801، والدوق الأكبر قسطنطين بافلوفيتش من روسيا. يقول ريسانوفسكي إنه كان "أكثر رجل وسيم في أوروبا، ولكن أيضًا ساحرًا كان يتمتع بصحبة أنثى وكان غالباً في أفضل حالاته مع الرجال". في 13 يوليو 1817، تزوج نيكولاس من الأميرة شارلوت من بروسيا (1798-1860) ، والتي ذهبت بعد ذلك باسم ألكساندرا فيودوروفنا عندما اعتنعت إلى الأرثوذكسية.
قصر جاتشينا في جاتشينا