Ses recherches portent principalement sur l’histoire de la diplomatie dans l’Empire byzantin, sujet auquel il a consacré sa thèse, soutenue en 2006, Ambassades, ambassadeurs et délégations d’étrangers dans l’Empire byzantin (du VIIIe siècle au début du XIIIe siècle). Dans ses travaux, Nicolas Drocourt s’est intéressé aux réseaux des ambassadeurs en Méditerranée médiévale et aux relations nouées au sein des milieux diplomatiques de Constantinople. Il a également étudié le modèle impérial byzantin.

Outre sa thèse, publiée sous le titre Diplomatie sur le Bosphore. Les ambassadeurs étrangers dans l’Empire byzantin des années 640 à 1204 (2 vol., Louvain, Peeters, 2015), Nicolas Drocourt a notamment édité deux ouvrages collectifs portant sur les relations entre Byzance et ses voisins pendant la période méso-byzantine.