Ambrogio Traversari eestkostel astus Nicolaus paavsti kuuria teenistusse. Koos Cesariniga tegi ta 1437 eduka reisi Konstantinoopolisse. See kolmeliikmeline delegatsioon oli volitatud kirikukogu vähemuse poolt, kuid kinnitatud paavsti ning Bütsantsi saadiku poolt. Delegatsioon kutsus keisrit ja Konstantinoopoli patriarhi Ferrara kirikukogule (hiljem Firenze kirikukogule), mis pidi arutama kirikute ühinemist. Nicolaus kogus kreeka käsikirju ning tutvus platoonik Basileios Bessarioniga. Sõites kolm kuud merel Venezia poole tagasi koos tähtsamate Bütsantsi õpetlastega, sai ta enda sõnul avamerel omamoodi valgustumiskogemuse, milles talle selgus, kuidas inimteadmine õpetatud mitteteadmises (docta ignorantia) saab haaramatut haarata.