В феврале 1942 – августе 1943 годов управлял Московской епархией во время пребывания Патриаршего местоблюстителя в Ульяновске. В 1942 году под его редакцией издана книга «Правда о религии в России», в которой отрицались факты гонений на церковь со стороны большевистской власти.

2 ноября 1942 году указом Президиума Верховного Совета СССР назначен членом Чрезвычайной государственной комиссии по установлению и расследованию злодеяний немецко-фашистских захватчиков и их сообщников. В этом качестве скрепил своей подписью официальную советскую версию расстрела польских офицеровв Катыни, обвиняющую в этом преступлении солдат Вермахта.

Участвовал в известной встрече трех митрополитов (кроме него: Сергия (Страгородского) и Алексия (Симанского)) с Иосифом Сталиным 4 сентября 1943 года, после которой правительство разрешило избрание Патриарха, восстановление церковных учебных заведений, освободило из лагерей ряд оставшихся в живых пастырей.

С сентября 1943 года – член редакционной коллегии «Журнала Московской Патриархии»; затем возглавлял Издательский отдел Московской Патриархии (до 19 сентября 1960 г.).

С 8 сентября 1943 года – постоянный член Священного синода.

С 28 января 1944 года – митрополит Крутицкий, управляющий Московской епархии. Его кафедральным храмом и местом постоянного служения стал храм Преображения Господня в Преображенском.

Публично высоко оценивал личность Иосифа Сталина (в духе официальной пропаганды того времени), в 1944 году выступил в церковной печати с апологией этого государственного деятеля.

В марте 1944 года выехал на фронт (в гражданской одежде) для передачи Красной армии танковой колонны имени Дмитрия Донского, сооруженной на пожертвования верующих РПЦ.

6 октября 1944 года с группой духовенства Москвы и Тулы (включая покаявшихся «обновленцев») награжден медалью «За оборону Москвы».

С 25 марта 1947 года – митрополит Крутицкий и Коломенский.

Первый председатель Отдела внешних церковных сношений – с апреля 1946 до июня 1960 годов.

В августе – начале сентября 1945 года совершил поездку во Францию, где выполнил миссию по присоединению епископов (митрополита Евлогия (Георгиевского) и его викариев Западноевропейского Экзархата (в юрисдикции Константинопольского патриархата) и митрополита Серафима (Лукьянова) к Московскому патриархату; впрочем, по смерти митрополита Евлогия (8 августа 1946 г.), его викарии и большинство клира и мирян возвратились в юрисдикцию Константинопольского патриархата).

Святитель возглавлял делегации Русской Православной Церкви во время визитов в Англию, Румынию, Чехословакию и другие страны. Являлся одним из инициаторов проведения Совещания глав и представителей Поместных православных церквей в июле 1948 года, приуроченного к празднованию 500-летия автокефалии Русской Церкви.

С 1949 года – член Советского комитета защиты мира, многие его выступления были посвящены миротворческой тематике. Входил в состав Всемирного совета мира, многократно выступал от лица Русской Церкви на его конгрессах и сессиях. Высказывал возмущение «наглыми провокациями американских реакционных кругов», полностью солидаризировался с советской внешней политикой. Также входил в состав Палестинского общества при Академии наук СССР и Славянского комитета СССР. За миротворческую деятельность награжден орденом Трудового Красного Знамени (1955 г.).

7 мая 1957 года, в соответствии с решением Синода РПЦ, подписал постановление о восстановлении молитвенно-канонических отношений между РПЦ и Финляндской Православной Церковью, которую Московской Патриархии пришлось признать в сущем статусе (как автономия в юрисдикции Константинопольского патриархата).

В конце 1950-х годов ранее весьма комфортные отношения (по крайней мере, внешне) митрополита Николая с государственной властью обострились: он не смог (или не хотел) адаптироваться к новым внутриполитическим реалиям периода руководства страной Никиты Хрущева, которое характеризовалось, наряду с явлениями «оттепели», также и активизацией атеистической и антицерковной политики директивных органов. Митрополит позволял себе публичные выступления (слова) с критикой материализма и атеизма; один из его ближайших сотрудников, Анатолий Ведерников (тогда ответственный секретарь «Журнала Московской Патриархии») вспоминал: «Проповеди Митрополита Николая в Преображенском соборе, где он обыкновенно служил в Москве, становились все более и более резкими. Иногда он просто начинал кричать, что, конечно, действовало на народ. В это время в печати велась кампания против крещения детей, доктора в газетах „научно" доказывали „вред крещения для здоровья". Митрополит Николай кричал против них в своих проповедях: „Какие-то жалкие докторишки!" Известно было, что он рассказывал народу об академике Павлове, которого он лично знал. Он говорил прилюдно, что академик не был атеистом, как изображала его советская пропаганда, а был верующим православным христианином».

В конце 1950-х годов руководство Совета по делам Русской Православной Церкви опасалось, что, ввиду преклонного возраста патриарха Алексия, митрополит Николай мог стать во главе Московской патриархии; так, в январе 1960 года председатель Совета Георгий Карпов докладывал Никите Хрущеву: «Для нас, безусловно, лучше, если во главе церкви будет находиться патриарх Алексий, чем митрополит Николай (являющийся его заместителем), так как тогда будут очень большие для нас трудности. Митрополит Николай очень честолюбив и даже тщеславен. Большой стяжатель и, формально заявляя, что будет нашим союзником, на деле ведет работу по разжиганию религиозной деятельности».

На Конференции советской общественности по разоружению в феврале 1960 года патриарх Алексий I выступил с речью, направленной на защиту исторической роли Русской церкви. В выступлении патриарха, в частности, говорилось: «Церковь Христова, полагающая своей целью благо людей, от людей же испытывает нападки и порицания, и тем не менее она выполняет свой долг, призывая людей к миру и любви. Кроме того, в таком положении Церкви есть и много утешительного для верных ее членов, ибо что могут значить все усилия человеческого разума против христианства, если двухтысячелетняя история его говорит сама за себя, если все враждебные против него выпады предвидел Сам Христос и дал обетование непоколебимости Церкви, сказав, что и врата ада не одолеют ее (Мф. 16:18)».