Когда началась Русско-японская война, отец Николай остался со своей паствой в Японии, однако в общественных богослужениях участия не принимал, так как, согласно чинопоследованию богослужений (и благословению самого Николая Японского), японские христиане молились о победе своей страны над Россией: "Сегодня по обычаю я служу в соборе, но отныне впредь я уже не буду принимать участия в общественных Богослужениях нашей церкви… Доселе я молился за процветание и мир Японской империи. Ныне же, раз война объявлена между Японией и моей родиной, я, как русский подданный, не могу молиться за победу Японии над моим собственным отечеством. Я также имею обязательства к своей родине и именно поэтому буду счастлив видеть, что вы исполняете долг в отношении к своей стране".
Русско-японская война 1904-1905 гг в иллюстрациях журнала "Родина"В ходе войны епископ Николай сделал такую запись в своем дневнике:
20 мая / 2 июня 1905. Пятница. Не морская держава Россия. Бог дал ей землю, составляющую 6-ю часть света и тянущуюся беспрерывно по материку, без всяких островов. И владеть бы мирно ею, разрабатывать ее богатства, обращать их во благо своего народа; заботиться о материальном и духовном благе обитателей ее. А Русскому Правительству все кажется мало, и ширит оно свои владения все больше и больше; да еще какими способами! Манчжуриею завладеть, отнять ее у Китая, разве доброе дело? "Незамерзающий порт нужен". На что? На похвальбу морякам? Ну вот и пусть теперь хвалятся своим неслыханным позором поражения. Очевидно, Бог не с нами был, потому что мы нарушили правду.
Когда в Японию стали прибывать русские пленные (общее их число достигало 73 тыс. человек), епископ Николай с согласия японского правительства образовал Общество духовного утешения военнопленных. Для окормления пленных им были отобраны пятеро священников, владевших русским языком. Пленные снабжались книгами и иконами. Самого отца Николая к пленным не пускали, но он получал от них письма и лично отвечал.
Заложники Порт-Артура24 марта 1906 года возведён в сан архиепископа Токийского и всея Японии. В том же году было основано Киотоское викариатство.
После кончины архиепископа Николая японский император Мэйдзи лично дал разрешение на захоронение его останков в пределах города, на кладбище Янака.