En 1689, alors que les armées françaises évacuaient l’Allemagne, il se trouva assiégé à Mayence par le duc de Lorraine à la tête de forces considérables. Il mena une défense courageuse, infligeant des pertes sévères à l’adversaire. Isolé, ne pouvant espérer aucun secours, il capitula au bout de sept semaines ayant épuisé toutes ses munitions.
Malgré cette défense honorable mais malheureuse, Louis XIV, estimant qu’il s’était défendu en homme de cœur et capitulé en homme d’esprit, lui conserva sa faveur. L’opinion fut moins indulgente. Elle l’accusait d’avoir volontairement rendu Mayence pour retarder la paix qui eût pu entraîner le départ de Louvois, son protecteur. Elle ne lui ménagea pas les manifestations d’hostilité.
Il reçut le commandement des troupes d’Alsace puis, le roi lui confia la charge de directeur général de l’infanterie, qu’il venait de créer et, en 1703, l’éleva à la dignité de maréchal de France. Huxelles eut plus de chance que son père qui était mort quelques jours après en avoir reçu le brevet mais sans avoir pu prêter serment, l’excluant de la liste des maréchaux.
Huxelles se consacra alors à la diplomatie. Il échoua dans sa tentative de négociations de paix de Geertruydenberg (1710), mais fut l’un des signaires de celle d’Utrecht en 1713.
En 1714, il reçut le gouvernement général de l’Alsace et en particulier celui de Strasbourg.
A la mort de Louis XIV, le Régent l’admit au Conseil de régence comme président du conseil des Affaires étrangères. Il se signala alors en s’opposant au cardinal Dubois sur le projet de triple alliance et ne s’inclina que lorsqu’on lui imposa le choix entre démissionner ou soutenir cette politique.
Il assista au sacre de Louis XV où il portait la main de justice.
Saint-Simon disait de lui : « Cette tête lourde…meilleure à peindre par le Rembrandt qu’à consulter », jugement sévère mais pas dénué de fondement.
Nicolas d’Huxelles fut inhumé dans la chapelle de la famille de Beringhen au couvent des Feuillants du Faubourg Saint-Honoré. Aucun élément de son monument funéraire ne semble avoir survécu à la Révolution.