Pracę na uczelni łączył z obowiązkami pilota-instruktora aeroklubu (Hanscom Field’s East Coast Aero Club) oraz programisty w firmie działającej na rynku medycznym. 1996–1998 – uzyskał doktorat (budowa maszyn) na MIT. Później rozpoczął pracę w wydziale samolotów pasażerskich firmy Boeing w Seattle, stan Waszyngton. W tym samym czasie był pilotem instruktorem w firmowym aeroklubie. Jest autorem trzech patentów.
Nicholas Patrick wylatał w sumie ponad 2300 godzin na ponad 20 typach samolotów i śmigłowców, w tym przeszło 800 jako pilot-instruktor.
Praca w NASA i kariera astronauty 1998 – 4 czerwca został przyjęty do astronautów NASA. 1999 – w sierpniu zakończył przeszkolenie podstawowe i uzyskał kwalifikacje specjalisty misji. Podczas tego szkolenia zapoznał się m.in. z systemami wahadłowców oraz Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, jak również odbył trening przetrwania w warunkach ekstremalnych oraz opanował podstawy pilotażu samolotu treningowego T-38. Później został skierowany do Biura Astronautów NASA, gdzie rozpoczął pracę w wydziale ds. stacji kosmicznej (Space Station Branch).