«Когда Государь получил все депеши Главнокомандующих, он положил их в ряд на столе перед собой, ещё раз перечитал их и сказал бывшему при этом герцогу Николаю Максимилиановичу Лейхтенбергскому, который доложил Государю депеши: “Теперь мне ясно, все мне изменили, и больше всех Николаша”», – писал в своих мемуарах генерал Н.А. Епанчин. О том же император сказал после отречения и своему дворцовому коменданту генералу В.Н. Воейкову: «“Что же мне оставалось делать, когда все мне изменили? Первый Николаша… Читайте”. (Я понял, что Государь был очень взволнован, раз он в разговоре со мной так назвал Великого Князя Николая Николаевича.)».
Одним из своих последних указов Николай II снова назначил Николая Николаевича Верховным главнокомандующим. Проводы Великого князя из Тифлиса прошли с большой помпой и при значительном стечении народа: «Тифлис, 7 марта. Великий Князь Николай Николаевич, восторженно приветствуемый представителями народа и солдат, выражавших Великому Князю горячие пожелания победы над врагом, прощался с населением. Призывая всех ради блага горячо любимой родины и верности новому строю к дружной и спокойной работе в тылу, как залогу победы над внешним врагом и укрепления режима свободной России, Великий Князь закончил прощание словами: “А после войны позвольте мне, как маленькому помещику, вернуться в имение”. Эти слова приняты с восторгом» (заметка из «Вестника Временного правительства»).
Вдовствующая императрица Мария Фёдоровна и Великий князь Николай Николаевич младшийна борту британского линкора «Мальборо» 11 апреля 1919 г.
Николаша, видимо, искренне надеялся, что Временное правительство оценит его рвение и он снова возглавит войска. Но новой власти уже был не нужен хоть и «преданный», но Великий князь. Буквально через несколько дней новым главковерхом назначили М.В. Алексеева, активного участника отречения императора. Николай Николаевич был настолько обескуражен такой неблагодарностью, что полностью оставил военную деятельность и уехал с женой в своё крымское имение Чаир. «Можно только удивляться простодушию этого человека, который проезжает по России, охваченной восстанием от Кавказа до Могилёва, и не замечает ни толп народа, ни демонстраций, ни мятежей и остаётся непоколебимым в своей вере, что “новые командиры” оценят его безупречный патриотизм и военный опыт!» (Великий князь Александр Михайлович).
Чаир представлял собой поистине райский уголок. Стараниями Анастасии Николаевны здесь возник чудесный сад с разнообразными сортами благоухающих роз. В Крыму Николай Николаевич замкнулся в своём дворце, редко появляясь даже в парке, и засел за военные мемуары.
Пережив все крымские злоключения, в том числе и арест в Дюльбере, Николай Николаевич покинул Россию в апреле 1919 года вместе с императрицей Марией Фёдоровной на британском дредноуте «Мальборо». 16 апреля 1919 года из Константинополя на британском корабле «Лорд Нельсон» он вместе с братом Петром уехал в Геную. В эмиграции Николай Николаевич сначала остановился в Италии (королевой Италии была сестра его жены), а затем поселился на юге Франции, в курортном городке Антиб.
Многие вожди Белого движения относились к Николаю Николаевичу с большим уважением. На одном из допросов адмирал А.В. Колчак сказал: «Я… считал Николая Николаевича самым талантливым из всех лиц императорской фамилии. Поэтому я считал, что раз уж назначение состоялось из императорской фамилии, то он является единственным лицом, которое действительно могло нести обязанности главнокомандующего армией, как человек, всё время занимавшийся и близко знакомый с практическим делом и много работавший в этой области. Таким образом, в этом отношении Николай Николаевич являлся единственным в императорской фамилии лицом, авторитет которого признавали и в армии, и везде».