С 1920 г. в эмиграции (сначала в Константинополе, затем в Париже). В 1922–1930 гг. постоянно выступал с лекциями о Первой мировой войне в Русском академическом союзе, Русском народном университете, Франко-русском институте, на собраниях русских офицерских организаций в Париже и др. Регулярно печатался в «Архиве русской революции», журналах «Голос минувшего», «Современные записки», «Часовой». Сотрудник газеты «Возрождение». Автор ряда военно-исторических сочинений, среди которых: «Россия в мировой войне 1914–1915 гг.» (1924), «Мои воспоминания об императоре Николае II и великом князе Михаиле Александровиче» (1928), «Великий князь Николай Николаевич» (1930), «Русские войска на французском и македонском фронтах, 1916–1918 гг.» (1933), «На пути к крушению» (1992) и др.
Умер в Булонь-сюр-Сен, под Парижем, похоронен на местном кладбище.
Это повышенное самолюбие заставляло министров быть особо осторожными в своих докладах по вопросам, которые могли бы затронуть личность Императора. Так, по крайней мере, могу я себе объяснить причину, по которой до самой войны 1914 г. оставался невыясненным в окончательной форме вопрос о Верховном главнокомандовании русскими действующими армиями, на случай вооруженного столкновения с западными державами. В списке лиц, назначаемых при мобилизации на высшие ответственные должности, в графе против должности Верховного главнокомандующего, оставалось белое место.
В начале 1911 г. […] в Главном управлении Генерального штаба возникло предположение об организации в Петербурге военной игры, с приглашением на нее, в качестве участников, всех высших чинов армии, которым во время войны предстояло занять наиболее ответственные посты в армии. Имелось в виду, в течение игры ознакомить этих лиц с наиболее вероятной обстановкой, в ее целом, совместно обсудить решения, которые могли бы быть в этой обстановке приняты, и получить материал для суждения о подготовке приглашенных к участию в военной игре лиц к их предназначениям на случай войны. Попутно предполагалось также, что Государь, наконец, выскажется о том, примет ли он сам на себя предводительствование войсками в случае войны, или доверит обязанность Главнокомандующего кому-либо из высших чинов армии.
По должности Главнокомандующего войсками Гвардии и Петербургского военного округа, Великий князь Николай Николаевич должен был при мобилизации занять должность Главнокомандующего армией, остававшейся, по плану стратегического развертывания в начале войны, в районе Петербурга и Финляндии. Так как военная игра намечалась в районе Привислинского края, то, в сущности, Великий князь первое время должен быль остаться простым зрителем этой игры. Поэтому он свободно мог рассчитывать получить приглашение Государя взять на себя обязанность старшего посредника, что и могло служить хотя бы и косвенным намеком на вероятность назначения его, в случае войны, на должность Верховного.