В том же 1884 г., когда состоялось бракосочетание, у Николая Карловича происходит и другое знаменательное событие. 29 апреля он избирается кандидатом в члены правления Общества Московско–Рязанской железной дороги. Начинается его активная деятельность в железнодорожном предпринимательстве.
Нельзя не отметить, что немалую роль в этом сыграл его старший брат Владимир Карлович фон Мекк, помогавший матери, Надежде Филаретовне, после смерти отца, в руководстве семейными предприятиями. Владимир Карлович был видным железнодорожным деятелем, вхож в дворцовые сферы, имел звание камер-юнкера высочайшего двора и умел при случае использовать свои связи.
Именно Владимир помог своему младшему брату, Николаю, укрепить позиции семейства фон Мекк в руководстве их самой старой и доходной железной дорогой – Московско–Рязанской, введя его в состав правления и тем самым, положив начало новому этапу истории предпринимательства семейства «железнодорожных королей». Указание на это мы находим опять-таки в письмах Надежды Филаретовны Чайковскому. Благодаря старшему брату, Николай вначале вошел в состав правления в качестве кандидата в его члены, а позднее стал и членом правления дороги. С деятельностью Николая Карловича связан новый взлет железнодорожного предпринимательства семьи фон Мекк.
Он, правда, пробует еще заниматься и другими делами. По неудачному совету своего тестя, отца Анны, Льва Васильевича Давыдова, приобретает за 150 тыс. руб. имение в Киевской губернии, чтобы превратить его в высокодоходное сельскохозяйственное предприятие. Но ничего кроме убытков этот по юношески скоропалительный эксперимент ему не принес. Необдуманно приобретенное полуразрушенное имение требовало слишком больших капитальных затрат. Однако эта неудача послужила ему хорошим уроком на будущее. Он научился быть более осмотрительным, более тщательно обдумывать и взвешивать свои действия в последующей своей, имевшей гораздо большие масштабы, предпринимательской деятельности на железных дорогах.
С начала 1890-х годов российское правительство вновь приступило к активному железнодорожному строительству. Инициатором его выступило министерство финансов во главе с С.Ю. Витте. Для активизации строительства был взят курс на создание крупных железнодорожных монополий на базе тех частных железнодорожных обществ, которые успешно действовали и доказали свою жизнеспособность. В ряде случаев при организации железнодорожных монополий в это время министр финансов сам активно содействовал расширению железнодорожных предприятий. Так было и с Обществом Рязанско–Козловской железной дороги, укрупненном в 1891 – 1892 гг. в Общество Рязанско–Уральской дороги, и с Обществом Московско–Рязанской железной дороги, преобразованным в Общество Московско–Казанской дороги. В обоих случаях, как свидетельствуют официальные источники, инициатива принадлежала не столько обществам, сколько лично С.Ю. Витте, «который в этом отношении оказал