Nicolaysen begynte i malerlære som 9-åring, tok mesterprøven i 1847 og dro til København i 1853. Der sluttet han etter kort tid da skolen ble stengt av frykt for koleraepidemi. Deretter dro han antagelig til Hamburg for å søke akademiet der. Etter kort tid i Bergen igjen dro han så til Düsseldorf og var elev hos Otto Mengelberg en tid. Da faren døde i 1857 reiste han hjem til moren i Bergen for å forsørge henne. Som kunstner malte Nicholaysen særlig portretter, stilleben og prospekter. Sine tegne- og malerferdigheter benyttet han hovedsakelig i undervisningsøyemed. Fotografiet ble som for mange andre portrettmalere på slutten av 1800-tallet også hans levevei.
