Помимо династических (присутствие на семейных собраниях, посещение родни в дни праздников, участие в различных фамильно-государственных мероприятиях) существовали и конкретные служебные обязанности. Чем старше становился Николай Александрович, тем больше времени ему приходилось отдавать службе. Надо было представлять особу государя и Россию за границей. В марте 1888 г. цесаревич присутствовал на погребении германского императора Вильгельма I в Берлине; в ноябре того же года представлял русского царя на 25-летнем юбилее царствования датского короля Христиана IX в Копенгагене; в июне 1889 г. с подобной же миссией был на торжествах в Штутгарте у короля Вюртембергского, а в октябре — представлял царскую фамилию в Афинах на бракосочетании наследника греческого престола Константина с прусской принцессой Софией и т.д. Представительская миссия входила в круг его обязанностей и в последующие годы.
В 1890— 1891 гг. в жизни престолонаследника произошло примечательное событие: он совершил многомесячное путешествие вокруг Азии. Смысл этой экспедиции состоял в том, чтобы, с одной стороны, способствовать расширению кругозора будущего царя, а с другой -научить его самостоятельно принимать решения и нести полную ответственность за свои слова и дела. Программа путешествия обсуждалась несколько месяцев и предусматривала осмотр достопримечательностей различных стран, посещение правителей и высших должностных лиц иностранных государств.
В сопровождении небольшой свиты цесаревич Николай с братом Георгием выехали из Гатчины 23 октября 1891 г. По железной дороге прибыли в Вену, а оттуда в Триест, где 26 октября пересели на фрегат «Память Азова». Несколько дней провели в Греции в гостях у короля Георга и королевы Ольги, а 7 ноября отправились в Египет, где провели около трех недель. Затем через Аден проследовали в Бомбей, куда пришли 11 декабря. В Индии и на Цейлоне провели почти два месяца. В пути тяжело заболел брат цесаревича, великий князь Георгий Александрович, и из Бомбея ему пришлось возвратиться домой.
Затем были Сингапур, остров Ява, Таиланд, Сайгон, Гонконг, Ханькоу, Шанхай. 15 апреля 1891 г. экспедиция русского престолонаследника прибыла в Нагасаки (Япония), где была торжественно встречена. Затем была поездка по Японии, а 29 апреля 1891 г. при посещении города Отцу на Николая Александровича было совершено покушение. К счастью, фанатик-террорист не успел нанести смертельный удар: цесаревич увернулся, и сабля лишь задела его голову, не причинив серьезных повреждений. Все были шокированы и возмущены. Свои личные извинения принес сам микадо, и Николай писал родителям, что ему «жалко смотреть на японцев — так они все переживают». Еще сильней переживали России. Александр III приказал сыну прервать путешествие и возвратиться в Россию, куда цесаревич и прибыл 11 мая 1891 г.