Предметов для изучения было намного больше чем в других училищах, поэтому Инженерное училище считалось самым «учёным». Юнкера Павловского пехотного училища, славившегося своей отменной выправкой, на «инженеров» смотрели с высока, считая их наполовину штатскими людьми. А юнкера Николаевского кавалерийского училища, по воспоминаниям одного из воспитанников училища, чтобы «не запачкать» себя наукой, имели традицию мимо Михайловского замка проходить на рысях. Согласно той же традиции они учили химию в белых перчатках.

Николай Николаевич проучился в Инженерном училище лишь один год, усвоил только вершки военно-инженерной науки. Инженерное дело не было его стихией. В 1872 году он был выпущен из училища в звании прапорщика и определён в Санкт-Петербургский учебный пехотный батальон.

Через год Николай Николаевич был повышен в звании по подпоручика и переведён в учебный кавалерийский эскадрон, где также пробыл один год.

Это входило в программу подготовки молодого великого князя к военной службе. Таким образом, хотя и по ускоренной программе, Николай Николаевич познакомился со всеми родами войск, получив представление о службе в пехоте, кавалерии и ознакомился с инженерным делом.

С таким багажом военных знаний в 1874 году Николай Николаевич поступил в Николаевскую академию Генерального штаба. Это был первый случай в императорской династии. Никто из великих князей ни до, ни после Николая Николаевича в академии не учился. Даже наследник престола, будущий император Николай II прослушал ускоренные курсы военной академии дома.

Николаевская академия Генерального штаба справедливо считалась кузницей высшего военного командования русской армии и специалистов штабной службы. Академия была открыта в 1832 году, в царствование императора Николая I и поэтому с 1855 года носила имя своего создателя. Курс обучения с 1867 года был рассчитан на два с половиной года. Туда принимали офицеров не моложе 18 лет и в чинах не выше капитана армии и штабс-капитана гвардии.

На общем отделении военной академии, существовало ещё и геодезическое отделение. В академии преподавали тактику, стратегию, военную историю, административное дело, военную статистику, геодезию, картографию, черчение, сведения по артиллерийской и инженерной части.

С 1862 года директором академии Генерального штаба был генерал от кавалерии Александр Николаевич Леонтьев (1827 – 1878). И хотя Александр Николаевич ранее, по роду своей службы, был весьма далёк от преподавательской деятельности, состоял в гвардии на должности обер-квартирмейстера Гвардейского корпуса, но на новой должности проявил себя с наилучшей стороны.

Один слушатель академии отмечал, что Александр Николаевич был в высшей степени корректным и тактичным человеком. Генерал Леонтьев руководил академией 16 лет, придав новый импульс этому высшему военному заведению. При нём была проведена административная реформа. В 1868 году вступило в силу новое положение об академии. Реорганизована программа обучения. Занятиям придан более практичный характер. Основан дополнительный полугодовой курс, для окончивших обучение по 1-му и 2-му разрядам. Введены полевые поездки. Всё это благотворно отразилось на учебном процессе.

Неплохим был преподавательский состав военной академии. Тактику преподавали полковники Витмер и Левицкий. Лекции по стратегии читал профессор генерал Генрих Антонович Леер (1828 – 1904), настоящий «генерал от стратегии». Военную истории преподавал генерал Афанасий Евлампиевмч Станкевич (1834 – 1881), историю военного искусства генерал-майор Александр Иванович Беренс (1825 – 1888). Статистические данные по иностранным армиям доводил до слушателей искусный лектор генерал Николай Николаевич Обручев (1830 – 1904), по русской армии – генерал Алексей Иванович Макшеев (1822 – 1892).

Хорошо были обставлены кафедры геодезии, топографии и астрономии. Знания по данным дисциплинам, в сочетании с высшей математикой давали генерал Отто Эдуардович Штубендорф (1837 – 1918) и профессор Станислав-Казимир Рихневский (1833 – 1885). Геологию преподавал академик Леопольд Иванович Шренк (1826 – 1894). Лекции по военной администрации читали Павел Львович Лобко (1838 – 1905) и Михаил Александрович Газенкампф (1843 – 1913). Последний, давал развёрнутые данные по иностранным вооружённым силам. Специалистом по артиллерийскому делу был генерал Эгерштрем, по военно-инженерному – генерал Александр Ильич Квист (1820 – 1878). Стилистику преподавал «оригинально известный» Галахов. Иностранные языки – господа Фрэн и Крист. Занятия по топографии и черчению проводили полковники Андрей Петрович Шевелёв и Александр Александрович Зейферт (1835 – 1918), а по верховой езде полковник Фалькенгаген.

На втором курсе преобладали тактические занятия в поле. Тактика была главным предметом.

Третий учебный, так называемый дополнительный, курс состоял из сплошных экзаменов и самостоятельных работ. Часто на докладах слушателей академии присутствовали высшие чины Генерального штаба, генералы-инспектора родов войск, в том числе генерал-инспектор кавалерии великий князь Николай Николаевич Старший.

Николай Николаевич Младший был прилежным учеником и окончил академию по 1-му разряду с малой серебряной медалью. Теперь он с гордостью мог носить на мундире серебряный знак Академии. Знак состоял из двух перевязанных лентой ветвей, дубовой и лавровой, в центре помещён двуглавый орёл.

Однако, Академическое военное образование не сильно расширило кругозор великого князя. Штабным работником он не стал, считая, как и многие офицеры, это дело скучным и второстепенным. Его более увлекало конное дело.

После успешного окончания учёбы великий князь был повышен в чине до капитана, зачислен в офицеры Генерального штаба и включён в императорскую свиту, получив звание флигель-адъютанта.

Следует отметить, что служба для членов императорской династии не была обременительной. Все они очень быстро и незаслуженно, в силу лишь своего происхождения, продвигались в чинах.

Не был исключением и Николай Николаевич. Вступив в службу в 1871 году, он через шесть лет, 10 сентября 1877 года стал полковником, а 26 августа 1885 года получил чин генерал-майора. То есть генеральские эполеты Николай Николаевич заслужил в 29 лет. Согласитесь, совсем не плохо.

Простым смертным для такого карьерного роста требовались большие усилия и долгие годы службы.

Служба простого офицера в русской армии была сложной и трудной. Выпускники военных училищ, окончившие обучение по 1-му разряду, то есть отличники, имели право производства в следующий чин через 3 года, по 2-му – через 4. В штабс-капитаны производили через 4 года, в капитаны ещё через 4 года, а в армейской пехоте порой через 10 лет, потому что приходилось ждать вакансии командира роты. Дослужиться до подполковника было ещё труднее. Правда, несколько легче обстояло дело в артиллерии и гвардии. Как правило, гвардейцы переводились в армию сразу командирами батальона, разумеется, при наличии вакансии. Большинство же армейских капитанов, прослужив командирами рот по 18 лет, получали чин подполковника лишь при отставке.

Это было пределом военной карьеры для многих офицеров. Средний возраст командиров батальона в гвардии составлял 37 лет, в армейских полках – 47 лет.

Привилегии существовали только для Георгиевских кавалеров, производство в следующий чин вне срока. Больше всех вакансий в гвардию получали выпускники элитного Пажеского корпуса и Николаевского кавалерийского училища.

Выпускники Академии Генерального штаба дослуживались до капитана через 10 лет, через 13 лет становились подполковниками, через 18 – 20 лет полковниками.

В 1877 года после нового Балканского кризиса Россия вступила в очередную войну с Турцией.

Для молодых членов императорской династии боевые действия на Балканах стали своего рода боевым крещением, столь необходимым для военной карьеры. Чтобы н кто не мог их упрекнуть, что они не нюхали пороха, а сами великие князья могли с гордостью называть себя боевыми офицерами. Отправился в действующую армию, и Николай Николаевич Младший.