Nicholas được sinh ra tại Cung điện Gatchina ở Gatchina cho Công tước Paul và Công tước Maria Feodorovna của Nga (tên khai sinh Sophie Dorothea của Württemberg). Năm tháng sau khi sinh, bà ngoại của ông, Catherine Đại đế, qua đời và cha mẹ ông trở thành hoàng đế và hoàng hậu của Nga. Ông là em trai của Hoàng đế Alexander I của Nga, người đã lên ngôi vào năm 1801, và của Công tước Constantine Pavlovich của Nga. Riasanovsky nói rằng ông là "người đàn ông đẹp trai nhất ở châu Âu, nhưng cũng là một người quyến rũ thích công ty nữ và thường ở mức tốt nhất với đàn ông".
Cung điện Gatchina ở Gatchina