1914 г. служил вольноопределяющимся в 6-м эскадроне 11-го Изюмского гусарского полка; участвуя в Галицийской битве, заслужил два солдатских Георгия и произведен в прапорщики весной 1915 г. В мае 1915 г. во Львове Николай Алексеевич был переведен в 4-ю сотню Татарского конного полка Дикой дивизии. Приказом командующего 9-й армией генерал-лейтенанта П.А. Лечицкого от 5 июля 1915 г. за мужество, проявленное в боях в конце апреля и в мае на правобережье Днестра и на Пруте, награжден орденом Св. Анны 4-й ст. с надписью «за храбрость». Заслужил Золотое георгиевское оружие. 22 августа
1915 г. в бою под Каменцом-Подольским граф был тяжело ранен в живот; в течение трех месяцев находился на излечении. «В Москве меня осмотрел Алексей Ильич Бакунин, долго качал головой, хмурился, – вспоминал граф Николай Алексеевич. – Но именно в Москве я начал быстро поправляться. Сначала ходил на костылях, и мне очень льстило, что барышни и дамы уступали мне в трамвае место, увидев мои костыли и нашивки на рукаве – в первую мировую войну раненые нашивали себе поперечную нашивку. Через месяц я уже смог вернуться в полк».
Приказом по 9-й армии от 26 августа 1915 г. за № 429 Бобринской был награжден орденом Св. Станислава 3-й ст. с мечами и бантом за отличие. С 19 апреля 1916 г. – в резерве чинов при штабе Киевского военного округа. Весной 1917 г. в чине корнета граф был назначен командиром 4-й сотни Татарского полка. Приказом войскам 4-й армии от 27 марта 1917 г. № 4371 за отличие в делах против неприятеля в Румынии награжден орденом Св. Станислава 2-й ст. с мечами. В августе 1917 г. Николай Алексеевич постановлением Георгиевской Думы Татарского конного полка получил солдатский Георгиевский крест 4-й степени «за то, что 28-го июня 1917 года у гор. Калуша отбил противника, зашедшего во фланг нашим частям предотвратив неминуемый прорыв нашего фронта» и был произведен в ротмистры Татарского полка Дикой дивизии.
После войны Бобринской вернулся к любимой профессии, в 1922–1948 гг. преподавал зоологию в Московском университете, где с 1934 г. был профессором орнитологии, много и увлеченно работая, написал и издал 28 научных работ, учебников и справочников по зоологии. В 1944–1960 гг. Николай Алексеевич преподавал также в Ташкентском университете, служил в Дарвиновском музее в Москве. Граф открыл и описал несколько видов животных, создал и опубликовал первые карты ареалов млекопитающих СССР.
«Николай Алексеевич был, несомненно, человеком толстовского склада, твердо стоявший на земле и лишь иногда обращавший свой взгляд на небо, – отмечал его сын Николай. – По словам жены, он ей часто напоминал то Николая Ростова, то Вронского. Николай Алексеевич был англоманом и аристократом петербургского толка, посмеивался над московским дворянским сюсюкающим произношением. Всю жизнь был тружеником и не терпел праздности. Со времени своей службы в Дикой дивизии всегда ходил в папахе». Он скончался 28 декабря 1964 г. и похоронен на московском Востряковском кладбище.
Женат он был на внучке философа-славянофила Алексея Степановича Хомякова – Марии Алексеевне Челищевой (1886–1973), также участнице Великой войны, награжденной за службу в отряде РОКК Георгиевской медалью третьей степени. Их «квартира в Трубниковском переулке бывала прибежищем многих и многих родных и близких, как островок твердой и верной суши среди подлой советской действительности, – вспоминала Екатерина Викторовна Тутунова. – Здесь прятались и отогревались, спасались от голода и страха. Все предвоенные и послевоенные годы, вплоть до смерти мужа в 1964 г., Мария Алексеевна была хозяйкой целого мира людей, выживавшего вопреки советской реальности. Она не только поддерживала родственников и соседей, но старалась помогать всем, кого ценила и любила, расчетливо делясь всем, чем могла. Именно расчетливо, соизмеряя свои силы с бездной несчастий и беспросветностью жизни вокруг».
Их сын, граф Николай Николаевич Бобринской родился в Москве 17 апреля 1927 г., учился на географическом факультете Московского университета, затем работал в геологических экспедициях, выезжая в Якутию. С восстановлением в Москве в 1991 г. Российского Дворянского Собрания Николай Николаевич стал одним из его предводителей и подвижников дворянской идеи. Он испробовал себя и на писательской ниве, создав роман «Сын императрицы», посвященный жизни первого Бобринского, и «Летопись жития митрополита Макария, XVI век». Вторая супруга графа Вера Сергеевна Сидорова (1925–2003), горный инженер по образованию, известна как автор изящной поэтической лирики. Граф умер скоропостижно в Москве в ночь на 25 июля 2000 г. и похоронен, согласно его желанию, в Богородицке, в имении Бобринских, у церкви Иконы Казанской Божией Матери. Сын его Алексей от первого брака с графиней Софией Владимировной Комаровской (1923–1994) и внуки живут ныне в Москве.
