С 1961 года — на преподавательской работе в СГУ, с 1972 года — профессор, в 1975—2001 годах — заведующий кафедрой истории России.
В 1963 году в МГПИ имени В. И. Ленина защитил диссертацию на соискание учёной степени кандидата исторических наук по теме «Большое общество пропаганды 1871—1874 (так называемые „чайковцы“)»[1].
В 1971 году в СГУ имени Н. Г. Чернышевского защитил диссертацию на соискание учёной степени доктора исторических наук по теме «Политические процессы в России (1871—1891 гг.)»[2].
Избран действительным членом Международной академии наук высшей школы (1993) и Академии военных наук РФ (1996).
Н. А. Троицкий был известен как специалист по истории политических процессов (судов) в России, разрабатывал это научное направление на стыке ряда гуманитарных наук: истории, политологии, правоведения, литературоведения, искусствознания. Исследовал не только политические и юридические аспекты судебных процессов (принципы и особенности поведения обвиняемых, институты и нормы права, адвокатура на политических процессах и т. д.), но и их отражение в отечественной и мировой культуре — в художественной литературе, живописи, музыке, театре, кино. Автор капитального исследования о представителях российской адвокатуры — политических защитниках. Критично относился к идеализации царского режима и отдельных его деятелей (например, П. А. Столыпина).
Автор работ по истории культуры XIX века — преимущественно отражение в литературе и в искусстве народов России национально-освободительных и революционных идей, с одной стороны, как особая форма культурного процесса, а с другой стороны, как разновидность общественного мнения.
Изучал проблемы истории внешней политики России XIX века, связанные с её участием в коалиционных войнах против Наполеона и, в первую очередь, Отечественной войне 1812 года. Автор книг об Александре I и Наполеоне, фельдмаршале М. И. Кутузове. Выступал против «патриотической» мифологии, считал, что М. Б. Барклай-де-Толли внёс больший вклад в победу в войне, чем Кутузов, противник точки зрения, что Кутузов был более выдающимся полководцем, чем Наполеон («Наполеон — величина мировая, Кутузов — национальная»).
Занимался изучением истории исторической мысли и науки — главным образом, пересмотром на документальной основе укоренившихся в советской историографии стереотипов в освещении революционного процесса, внутренней и внешней политики и культуры России XIX века
Его труды неоднократно рецензировались за границей, а книга «Отечественная война 1812 г. История темы» переиздана в США в 1993 году. На его труды ссылались многочисленные зарубежные учёные — от Ф. Вентури до Р. Пайпса. Поддерживал творческие связи с СПбИИ РАН, с коллегами ряда университетов Европы и Америки.
Под его редакцией при кафедре издавался межвузовский научный сборник «Освободительное движение в России» (с 1986 года выступил в качестве главного редактора 13 выпусков).
Царизм под судом прогрессивной общественности, 1866—1895. — М.: Мысль, 1979. — 350 с.
1812. Великий год России. — М.: Мысль, 1988. — ISBN 5-244-00070-5
1812. Великий год России. — М.: Омега, 2007. — ISBN 978-5-465-01475-5
Отечественная война 1812 г. История темы. — Саратов: Изд-во СГУ, 1991. — ISBN 5-292-01233-5
The Great Patriotic War of 1812. A History of the Subject. — New York, 1993. (спец. номер: Russian Studies in History. Summer 1993. V. 32. № 1)
Александр I и Наполеон. — М.: Высшая школа, 1994. — 304 с. — (История в лицах) — ISBN 5-06-002839-9
Александр I против Наполеона. — М.: Яуза, Эксмо, 2007. — ISBN 978-5-699-23213-0
Фельдмаршал М. И. Кутузов: легенда и реальность. — Саратов, 1998.
Фельдмаршал Кутузов: мифы и факты. — М., 2002.
Адвокатура в России и политические процессы 1866—1904 гг. — Тула: Автограф, 2000. — 456 с. — ISBN 5-89201-023-6
Крестоносцы социализма. — Саратов, 2002.
Судьбы российских адвокатов: биогр. очерки и характеристики. — Саратов: Изд-во СГУ, 2003. — 136, [1] с. — ISBN 5-292-03078-3.
Корифеи российской адвокатуры. — М.: Центрполиграф, 2006. — ISBN 5-9524-2559-3.
«Народные заступники»: Российские народники в художественной литературе. Саратов, 2007;
С. Л. Перовская. Жизнь. Личность. Судьба. — Саратов, 2014.
Наполеон Великий: в 2 т. Т. 1: Гражданин Бонапарт. Т.2: Император Наполеон / Подгот. к публ., вступ. ст. М. В. Ковалева, Ю. Г. Степанова. — М.: Политическая энциклопедия, 2020. — 526 + 549 с.: ил. — (Мир Французской революции).
↑Троицкий, Николай Алексеевич. Большое общество пропаганды 1871—1874 (так называемые «чайковцы»): Автореф. дис. … канд. ист. наук / М-во просвещения РСФСР. Моск. гос. пед. ин-т им. В. И. Ленина. — Москва : [б. и.], 1963. — 20 с.
↑Троицкий, Николай Алексеевич. Политические процессы в России (1871—1891 гг.): Автореф. дис. … д-ра ист. наук. (571) / Сарат. гос. ун-т им. Н. Г. Чернышевского. — Саратов : [б. и.], 1971. — 51 с.