Цесаревич любил армию, многие считали, что он прирожденный военный. Офицером он был строгим, требовательным к себе и другим, отлично знавшим военную науку и армейские уставы. В полку его уважали за серьезность, добросовестность и справедливость. К наследнику престола хорошо относились сослуживцы. Со многими офицерами он был дружен, участвовал в полковых пирушках. Случалось, что после веселых застолий цесаревич на следующий день опаздывал на занятия с преподавателями. Но это были редкие «грехи молодости», возможность немного отдохнуть и развлечься при строгой полной серьезной ответственности жизни будущего царя.
Кроме практики в военном деле, Николая Александровича отец-император готовил к практическому управлению государством. С 1889 года цесаревич стал участвовать в заседаниях Государственного совета и Комитета министров. Александр III также хотел, чтобы его сын познакомился лично с различными регионами России, поэтому наследник сопровождал отца в его многочисленных поездках по стране.
Однако как бы ни был занят учебой и государственными делами юный цесаревич, он успевал отдавать должное своему увлечению искусством. Особенно он любил театр, за зимний сезон успевал посетить десятки спектаклей и все основные премьеры. Предпочтение наследник отдавал опере и балету. В 1890 году Николай Александрович на выпускном вечере балетной школы Императорского театрального училища познакомился с Матильдой Кшесинской, на тот момент выпускницей училища, позже ставшей балериной Мариинского театра. Их роман продлился около четырех лет. Однако он был не первым и не единственным у юного, пылкого цесаревича. До увлечения Кшесинской цесаревич был влюблен в княжну Ольгу Александровну Долгорукову, некоторое время у наследника была симпатия к английской принцессе Виктории, дочери Альберта принца Уэльского. В это время, рассуждая о своих влюбленностях, о том, что он способен увлекаться то одной женщиной, то другой, Николай Александрович весной 1892 года писал в своем дневнике: «Право, можно было бы заключить из этого, что я очень влюбчив? До известной степени да; но я должен прибавить, что внутри я строгий судья и до крайности разборчив!»
По завершении высшего образования Александр III принял решение отправить сына в длительное зарубежное путешествие. Император хотел, чтобы тот познакомился с различными странами и их государственным устройством. 22-летний цесаревич отправился в путь 23 октября 1890 года. Для этого практически мирового турне император выделил сыну крейсер «Память Азова», который для безопасности наследника сопровождала целая эскадра военных кораблей. Программа поездки включала в себя знакомство с достопримечательностями стран, в которых побывал наследник, а также официальные встречи.
В октябре 1890 года Николай Александрович поездом прибыл из Петербурга в итальянский порт Триест, где поднялся на борт крейсера. Из Италии он направился в Грецию, где встретился с королевой эллинов Ольгой Константиновной и ее мужем королем Греции. Их сын принц Георг присоединился к Николаю Александровичу, став его товарищем в предстоящем путешествии.
Из Греции цесаревич направился в Египет, где со свитой путешествовал по Нилу, знакомясь с египетскими древностями. Затем он отправился в Индию, по которой достаточно долго путешествовал, посещая самые известные достопримечательности страны. Затем Николай Александрович посетил Цейлон, Сингапур, остров Яву. Он гостил у короля Сиама, где был награжден орденом и получил дорогие подарки. В марте 1891 года цесаревич прибыл в Китай, где оставался больше месяца, знакомясь со страной, путешествовал по рекам, посещал чайные плантации, покупал предметы искусства.
В середине апреля 1891 года российские корабли прибыли в Японию. Цесаревич активно заинтересовался бытом и искусством этой страны, посещал старинные японские города, интересовался культурой, прибрел множество предметов искусства. Принимающая сторона буквально осыпала высокого гостя подарками, которые пришлось увозить сразу на трех российских судах. Наследника российского престола принимали на самом высоком уровне, его сопровождал в поездке по стране лично японский принц Арисугава Такэхито. В Японии Николаю Александровичу по его желанию сделали цветную татуировку на руке в виде дракона, процедура длилась семь часов. Его очень заинтересовало такое исключительно японское явление, как гейши. У цесаревича даже появилась подруга-гейша, сохранились фотографии, на которых они запечатлены вместе.
В Японии в городе Оцу 29 апреля 1891 года фанатик Санзо Цуда совершил покушение на жизнь русского наследника престола, два раза ударив цесаревича саблей по голове. Быстрая реакция греческого принца Георга, который не позволил самураю нанести еще удары и попытался сбить убийцу с ног тростью, возможно, спасла Николаю Александровичу жизнь. Также задержать нападавшего помогли два рикши, которых цесаревич впоследствии щедро наградил. Раны, два удара пришлись по касательной, оказались не опасны для жизни, цесаревич успел среагировать и увернуться. Особенно тяжелым было ранение в области темени, докторам пришлось удалить кусок рассеченной кости, достаточно большая рана оказалась на затылке, немного было задето левое ухо и порезана правая рука. Цесаревич вел себя мужественно, спокойно, его на месте перевязали. Он в это время невозмутимо беседовал с сопровождавшим его японским принцем Арисугава Такэхито. Шрамы от ран остались у Николая Александровича на всю жизнь. Ранение не прошло для будущего царя бесследно, всю жизнь его время от времени мучили головные боли.
После покушения император Александр III приказал цесаревичу немедленно возвращаться в Россию. 7 мая 1891 года Николай Александрович, покинув Японию, отправился во Владивосток, где дальше продолжил путешествие по родной стране. Во Владивостоке цесаревич присутствовал при закладке Сибирской железной дороги, которая должна была связать Дальний Восток и Сибирь с Европейской частью России.
Далее Николай Александрович пересек всю Россию, по не всегда благоустроенным дорогам и по рекам. Познакомился с культурой и историей многих народов, населяющих страну, которой он в будущем должен был править. Останавливался в стойбищах, юртах, примерял национальную одежду и пробовал национальную кухню. Кочевники преподнесли ему красивую юрту, полностью оборудованную всем необходимым для жизни.
Многочисленные подарки, полученные в дороге наследником престола от подданных разных национальностей, он передал в различные музеи. Также в музейные коллекции цесаревич отдал произведения искусства, которые купил или которые подарили ему в Египте, Китае, Сиаме, Японии и других странах. Кроме культурных ценностей и предметов быта, цесаревич привез из дальних стран и экзотических животных.
Возвращаясь в Петербург, Николай Александрович посещал по дороге крупные города на востоке России – Уссурийск, Хабаровск, Читу, Иркутск, Красноярск, Томск, Тобольск, Омск, Оренбург и др. 4 августа 1891 года цесаревич вернулся в Санкт-Петербург. Закончилось путешествие, продолжавшееся девять месяцев (с 23 октября 1890 года по 4 августа 1891 года), цесаревич преодолел за это время 35 тысяч верст.
С 1891 года закончивший образование 23-летний наследник престола стал настоящим помощником в государственных делах для своего отца-императора. С 1892 года цесаревич был назначен председателем Комитета по строительству Сибирской железной дороги, и даже после восшествия на престол не оставил этот пост. Также в это время Николай Александрович, по поручению отца, становится председателем Особого комитета по доставлению помощи населению губерний, пострадавших от неурожая. Комитет призван был остановить возможный голод. Собрав пожертвований больше 13 миллионов рублей, цесаревичу удалось справиться с задачей, обеспечить продовольствием пострадавшие районы.
По мнению современников, мало было не только в России, но и в мире таких ярких, талантливых и хорошо образованных молодых людей в высшем свете и правящих Домах, как наследник российского престола.
