Ο Άγιος Νικόλαος έζησε σε μια περίοδο δύσκολη και ταραγμένη, αφού μετά την αποτυχία των επαναστατικών κινημάτων του Μητροπολίτου Τρίκκης Διονυσίου του Φιλοσόφου (βλέπε 10 Οκτωβρίου), οι διώξεις και οι πιέσεις των Μουσουλμάνων κατά των χριστιανών, είχαν φτάσει στο αποκορύφωμά τους.
Σε νεαρή ηλικία πήγε στα Τρίκαλα της Θεσσαλίας, όπου εργαζόταν σε τούρκικο αρτοποιείο. Ύστερα από λίγο χρονικό διάστημα, οι Τούρκοι, χρησιμοποιώντας τρομοκρατικές μεθόδους, τον ανάγκασαν να εξισλαμιστεί. Όταν όμως ο Νικόλαος συνειδητοποίησε το μεγάλο χριστιανικό και εθνικό του ολίσθημα, επέστρεψε στο Μέτσοβο, όπου ζούσε χριστιανικά.
Η φτώχεια όμως, και οι δύσκολες συνθήκες διαβιώσεως, που επικρατούν αυτή την περίοδο στο Μέτσοβο, αναγκάζουν τον Νικόλαο να ξαναπάει στα Τρίκαλα, για να πουλήσει δαδί. Εκεί, έγινε αντιληπτός από κάποιον Τούρκο κουρέα, που γειτόνευε με τον αρτοποιό, στον οποίο εργαζόταν ο Άγιος. Ο Τούρκος κουρέας συλλαμβάνει τον Νικόλαο, τον σέρνει βίαια στον δρόμο, και τον βρίζει δημόσια, γιατί πρόδωσε το Ισλάμ, και έγινε πάλι χριστιανός. Ο Νικόλαος, επειδή φοβήθηκε τις συνέπειες, έδωσε στον Τούρκο κουρέα το φόρτωμα του δαδιού και δεσμεύτηκε μαζί του να του φέρνει κάθε χρόνο από ένα φόρτωμα δαδί. Μετά την συμφωνία αυτή, ο Τούρκος άφησε ελεύθερα τον Νικόλαο.
Επιστρέφοντας στο Μέτσοβο ο Νικόλαος, έκανε αυστηρή αυτοκριτική, και συνειδητοποίησε ότι οι συνεχείς αυτές πνευματικές πτώσεις, και οι ένοχοι συμβιβασμοί, δεν αποτελούν γνωρίσματα των γνησίων μαθητών του Ιησού. Τότε, πήρε την μεγάλη απόφαση να μην ξανασυμβιβαστεί σε θέματα πίστεως, και αν χρειαστεί, να θυσιάσει και αυτήν ακόμη την ζωή του στον βωμό της αγάπης του Χριστού. Αυτές οι μεταπτώσεις, όσο απλές και αν φαίνονται, είναι ωστόσο αρκετά δραματικές, και παρουσιάζουν τον ψυχογραφικό πίνακα ενός ανθρώπου, που πορεύεται από την ομιχλώδη ατμόσφαιρα προς το φως. Στην περίπτωση του Νικολάου, παρακολουθούμε την διαλεκτική πορεία μιας ψυχής, που ανακαλύπτει κλιμακωτά τον εαυτό της. Γι αυτ’ο και συγκινεί ιδιαίτερα τις αδύνατες, ασθενικές ψυχές μας. Είναι μια μορφή, που ζητάει τον Ευριπίδη της Ορθοδοξίας.
Με αυτοπεποίθηση ο Νικόλαος πηγαίνει στον πνευματικό του για να εξομολογηθεί τα κρίματά του και να φανερώσει σ’ αυτόν τους μελλοντικούς του στόχους. Ο έμπειρος όμως πνευματικός, έχοντας υπόψη του την συναισθηματική αστάθεια του Νικολάου, τον συμβουλεύει να αφήσει προς το παρόν τους υψηλούς αυτούς στόχους, επειδή φοβόταν μην υποπέσει σε δεύτερη άρνηση της πίστεως. Ο Νικόλαος όμως μένει σταθερός στην μεγάλη του απόφαση. Ο πνευματικός, βλέποντας το σταθερό και αμετακίνητο φρόνημα του Νικολάου, τον ευλόγησε και τον άφησε να πορευτεί στο μαρτύριο.
Με την ευχή του πνευματικού του, ο Νικόλαος μεταβαίνει για άλλη μια φορά στα Τρίκαλα με την απόφαση να δώσει αυτή την φορά, την καλήν μαρτυρίαν Ιησού Χριστού. Εκεί τον αντιλαμβάνεται ο Τούρκος κουρέας, ο οποίος εκνευρισμένος τον ρωτάει για το δαδί, που του είχε υποσχεθεί. Στην αρνητική απάντηση του Νικολάου, ο κουρέας τον καταγγέλλει στους Τούρκους της γειτονιάς, οι οποίοι με βίαιο τρόπο τον φέρνουν στο τούρκικο κριτήριο με βασική κατηγορία την αλλαξοπιστία. Στις ερωτήσεις και απειλές των Τούρκων δικαστών, ο Νικόλαος απαντάει: «Χριστιανὸς ἐγεννήθην καὶ Χριστιανὸς εἶμαι καὶ Χριστιανὸς θέλω νὰ ἀποθάνω». Μη μπορώντας να τον μεταπείσουν με την πειθώ, χρησιμοποιούν την βία, η οποία μεταφράζεται σε άγριους ξυλοδαρμούς, σκόπιμη στέρηση της τροφής και του νερού, σαδιστικές και απάνθρωπες ενέργειες. Τέλος, τον ρίχνουν σε σκοτεινή φυλακή, όπου για πολλές μέρες τον ταλαιπωρούν με πείνα, δίψα και διάφορα βασανιστήρια. Αλλά ο Νικόλαος τα υποφέρει όλα με θαυμαστή πίστη και υπομονή.
Για δεύτερη φορά, τον παρουσιάζουν στο άνομο κριτήριο, όπου και πάλι ο Νικόλαος, εκήρυξε μεγαλοφώνως τον Χριστόν, πως είναι Θεός αληθινός και Αυτόν πιστεύει και δεν τον αρνείται πώποτε.
Οι Τούρκοι δικαστές, βλέποντας την αμετάκλητη γνώμη του Νικολάου, παίρνουν την απόφαση να τον ρίξουν στην φωτιά. Με εντολή τους ανάβεται μεγάλη πυρκαΐα στην κεντρική αγορα των Τρικάλων, πάνω στην οποία με μανία και πάθος ρίχνουν τον Νικόλαο. Ο Άγιος, με θαυμαστή γαλήνη και ηρεμία αντιμετώπισε το μαρτύριο, δοξολογώντας μάλιστα τον Χριστό, γιατί αξιώθηκε να ατιμαστεί και να θανατωθεί για χάρη Του. Έτσι την 17η Μαΐου 1617 μ.Χ. ο Νεομάρτυς Νικόλαος παρέδωσε την αγιασμένη του ψυχή, στον Αρχηγό της ζωής και του θανάτου.
Το βράδυ της μαρτυρικής αυτής ημέρας, κάποιος πιστός κεραμοποιός, από ευλάβεια κινούμενος, αφού έδωσε αρκετά χρήματα στους Τούρκους φύλακες, που αγρυπνούσαν στον τόπο του μαρτυρίου, αγόρασε την κάρα του Νεομάρτυρος, που είχε μερικές βλάβες στο σημείο των κροτάφων από την φωτιά. Επειδή όμως φοβόταν τους Τούρκους, έκρυψε την κάρα σε τοίχο του σπιτιού του, χωρίς κανένας να γνωρίζει αυτή του την ενέργεια.
Μετά τον θάνατο του κεραμοποιού, το σπίτι αγοράστηκε από κάποιον που ονομαζόταν Μέλανδρος. Αυτός, δεν γνώριζε απολύτως τίποτε για τον μεγάλο θησαυρό που κρυβόταν στον τοίχο του σπιτιού του. Τις βραδυνές ώρες της 17ης Μαΐου 1618 μ.Χ. είδε να λάμπει φως στο σημείο εκείνο του τοίχου και κατά την διάρκεια του ύπνου, δέχτηκε την πληροφορία ότι στο σημείο αυτό, βρίσκεται κρυμμένη η Κάρα του Νεομάρτυρος Νικολάου. Το πρωΐ, άνοιξε το μέρος εκείνο του τοίχου και βρήκε την Αγία Κάρα. Όμως, επειδή έκρινε τον έαυτό του ανάξιο να κρατάει έναν τόσο μεγάλο θησαυρό, την δώρησε στην Ιερά Μονή Βαρλαάμ των Μετεώρων, όπου είχε αδελφό μοναχό, για μνημόσυνο αιώνιο δικό του και των γονέων του.
Εκεί φυλάγεται μέχρι σήμερα με εξαίρετη ευλάβεια σε οκτάπλευρο ασημένιο κουτί, η κάρα του Αγίου, και γεμίζει τον τόπο με ξεχωριστή ευωδία διαρκείας, που την αισθάνεται έντονα ο κάθε προσκυνητής. Η αργυρά θήκη της Αγίας Κάρας έχει την εξής επιγραφή:
ΚΑΤΕΣΚΕΥΑΣΘΗ ΤΟ ΠΑΡΟΝ ΚΟΥΤΙΟΝ ΤΗΣ ΣΕΒΑΣΜΙΑΣ ΚΑΡΑΣ ΤΟΥ ΑΓΙΟΥ ΝΙΚΟΛΑΟΥ ΤΟΥ ΝΕΟΥ ΤΟΥ ΕΚ ΜΕΤΣΟΒΟΥ, ΔΙΑ ΕΞΟΔΩΝ ΤΟΥ ΜΑΚΑΡΙΤΟΥ ΙΩΑΝΝΟΥ ΚΑΙ ΤΩΝ ΤΕΚΝΩΝ ΑΥΤΟΥ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ ΚΑΙ ΓΕΩΡΓΙΟΥ ΚΑΙ ΤΩΝ ΛΟΙΠΩΝ ΧΡΙΣΤΙΑΝΩΝ ΤΗΣ ΧΩΡΑΣ ΔΕΣΚΑΤΑΣ ΕΙΣ ΨΥΧΙΚΗΝ ΣΩΤΗΡΙΑΝ, ΔΙΑ ΣΥΝΔΡΟΜΗΣ ΤΟΥ ΠΑΝΟΣΙΩΤΑΤΟΥ (ΕΝ) ΙΕΡΟΜΟΝΑΧΟΙΣ ΣΤΕΦΑΝΟΥ ΗΓΟΥΜΕΝΕΥΟΝΤΟΣ ΠΑΠΑ-ΧΡΙΣΤΟΦΟΡΟΥ ΚΑΙ ΠΑΠΑ-ΕΥΘΥΜΙΟΥ ΤΩΝ ΕΚ ΤΗΣ ΣΕΒΑΣΜΙΑΣ ΜΟΝΗΣ ΤΟΥ ΒΑΡΛΑΑΜ ΕΝ ΜΕΤΕΩΡΟΙΣ. ΔΙΑ ΧΕΙΡΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΥ… ΕΚ ΚΩΜΗΣ ΚΑΛΑΡΡΥ(ΤΩΝ) 1819 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ ΠΡΩΤΗ.
Εκτός από την Αγία Κάρα, σώζονται τεμάχια των χεριών του Αγίου στην Ιερά Μονή Ελεούσης Ιωαννίνων, και στον Ναό του Αγίου Νικολάου Σκαμνελίου Ιωαννίνων, καθώς και δόντι του Αγίου στην Ιερά Μονή Κοιμήσεως Θεοτόκου Μετσόβου.