В Отечественную войну 1812 г. Бестужев вместе с корпусом находился в эвакуации в Свеаборге.
В 1813 г. Бестужев ушел из корпуса и стал служить во Флотском экипаже, расквартированном в Кронштадте.
В мае 1815 г. корабль, на котором служил лейтенант Бестужев, отправился в Роттердам, и молодой офицер мог собственными глазами наблюдать установление республики в Голландии, что дало ему представление о «правах гражданских». Через два года он снова отправился в плавание, на этот раз в Кале вместе с братом Михаилом. Посещение западных стран, знакомство с их культурой и государственным устройством все больше укрепляло молодых офицеров в мысли, что всевластие монархии тормозит развитие России. Раздумья над будущим своей родины вскоре привели Бестужева в масонскую ложу «Избранного Михаила».
В 1823 г. он становится начальником Морского музея и занимается историей Русского флота. К этому времени Бестужев был уже заметной фигурой среди морского офицерства, приобрел известность в научной и литературной среде.
В 1824 г. К. Рылеев предложил Бестужеву вступить в Тайное общество, которое образовали лучшие представители российского дворянства. Позже их назовут декабристами. Они были обеспокоены судьбой России и готовили проекты ее преобразования. Тайное общество существовало не только в Петербурге: его филиалы были в Москве, на Украине, в других местах. Петербургское тайное общество называлось Северным, и Бестужев вошел в число наиболее революционно настроенной группы «северян». Они настаивали на расширении прав народного представительства и на освобождении крестьян с землей.
Вместе с братом Александром Н. Бестужев был одним из главных помощников Рылеева накануне восстания. 14 декабря 1825 г. он привел на Дворцовую площадь Петербурга Морской гвардейский экипаж, хотя уже несколько лет состоял при Адмиралтейском департаменте и к практической морской службе отношения не имел.
Многие мемуаристы вспоминают о том, как смело вел себя Бестужев на допросах. Так, И. Д. Якушкин писал: «В глазах высочайшей власти главная виновность Николая Бестужева состояла в том, что он очень смело говорил перед членами комиссии и очень смело действовал, когда его привели во дворец». На допросах он сжато изобразил тяжелое состояние России и уже в первом показании сказал: «Видя расстройство финансов, упадок торговли и доверенности к купечеству, совершенную ничтожность способов наших в земледелии, а более всего беззаконность судов, приводило сердца наши в трепет».
Известно также, что после первого допроса Николай I сказал о Бестужеве: «Умнейший человек среди заговорщиков».
Н. Бестужев будет осужден особенно строго. На решение судей, очевидно, повлияло именно его поведение на допросах.
В «Списке лиц, кои по делу о тайных злоумышленных обществах предаются по высочайшему повелению Верховному уголовному суду» все осужденные были разделены на одиннадцать разрядов и одну внеразрядную группу. Николай Бестужев был отнесен ко II разряду, хотя материалы следствия не давали основания для столь высокого «чина». Очевидно, судьи понимали действительную роль и значение старшего Бестужева в Северном обществе. «Второразрядники» осуждались Верховным уголовным судом к политической смерти, т. е. «положить голову на плаху, а потом сослать вечно в каторжную работу».
Николай I внес в приговор ряд «изменений и смягчений», переместив некоторых преступников из одного разряда в другой. Осужденным по второму и третьему разрядам вечная каторга заменялась двадцатилетней, с лишением чинов и дворянства и последующей ссылкой на поселение.
По случаю коронации Николая I срок каторги для второго разряда был снижен до 15 лет. Манифестом 1829 г. он снова был уменьшен – до 10 лет, однако Николая и Михаила Бестужевых это снижение не коснулось, и они вышли на поселение только в июле 1839 г.
В казематах Петровского завода Н. Бестужев снова начал активно заниматься литературным творчеством. Он писал романтические повести, путевые очерки, басни, стихотворения. В журналах появлялись его переводы из Т. Мора, Байрона, В. Скотта, Вашингтона Ирвинга, печатались научные статьи – по истории, физике, математике. Многие из его рукописей после разгрома восстания были уничтожены, но и напечатанного довольно, чтобы судить о высоком мастерстве и профессионализме во всех вопросах, которых касался автор.
Особое место в его творчестве занимает морская тема. Не случайно посмертный сборник избранных сочинений Бестужева называется «Рассказы и повести старого моряка». Не только он сам был моряком и историографом Русского флота, но и вся его семья была преимущественно связана с морем. Причастность к флоту, несомненно, способствовала и формированию революционных настроений в семье Бестужевых.