После суда с МГУ, а также неудачной попытки Мишина и Мурзина за зарегистрировать однополый брак в России Николай Алексеев принял решение посвятить себя борьбе за права геев, лесбиянок, и трансгендерных людей в России. В интервью «In These Times» он заявил: «в тот момент я понял, что не смогу изменить что-либо в России одним написанием книг», «я должен быть вовлечен в активизм и попытаться добиться изменений в вопросе прав ЛГБТ». 17 мая 2005 года Николай Алексеев объявил об учреждении в Москве российского правозащитного ЛГБТ-проекта GayRussia.Ru. В этом же году он вошёл в Комитет Международного дня противостояния гомофобии и трансфобии.
5 сентября 2008 года Николай Алексеев заключил однополый брачный союз. Свадебная церемония состоялась в мэрии Женевы на основании федерального закона о зарегистрированном партнёрстве. Избранником Николая стал гражданин Швейцарии по имени Пьер (фамилия публично не разглашается), с которым они состоят в семейных отношениях с ноября 1999 года. Николай Алексеев отметил, что это был первый в России случай юридического вступления публичным человеком в однополый брак. Детей у пары нет, однако в будущем планируются. В интервью 2006 года он назвал себя православным верующим. Описывая особенности личности Николая, его соратник Анна Комарова, отмечает: «Он сложный человек, отнюдь не мягкая личность. Но люди, которые не любят напрягаться, выбирают себе другие занятия».
Николай Алексеев владеет английским и французским языками. Любит путешествовать, он побывал в более чем сорока странах мира. Увлекается спортом: футболом, беговыми и горными лыжами.
Является сторонником применения 282 Уголовного кодекса РФ к политикам, чиновникам и общественным деятелям, возбуждающим ненависть или вражду по отношению к людям по признаку их сексуальной ориентации или гендерной идентичности.
В мае 2009 года Николай Алексеев начал поднимать вопрос о признании в России однополых браков. Стал адвокатом и советником пары лесбиянок Ирины Федотовой (Фет) и Ирины Шипитько, которые попытались вступить в брак в Тверском ЗАГСе Москвы, но получили отказ, который позже подтвердили Тверской районный суд столицы и Московский городской суд. В октябре 2009 года организовал свадьбу двух Ирин в канадском Торонто. Боролся против закрытия гей-клуба «Душа и тело». Является одним из организаторов движения Славянского гей-прайда, объединяющего активистов России, Белоруссии и Украины. В рамках коалиции были проведены гей-прайды в Москве, Ленинграде и Минске. По состоянию на июль 2011 года Николай Алексеев являлся заявителем около десяти различных жалоб против России в Европейском Суде по правам человека, расположенном в Страсбурге. Помимо дел в Европейском Суде, Николай Алексеев является заявителем по делу против России в Комитете по правам человека ООН.