Delius ging in Bremen zur Schule. Er studierte nach seiner Reifeprüfung Philosophie, Geschichte, griechische Literatur und Sanskrit an der Universität Bonn und der Friedrich-Wilhelms-Universität-Berlin. Delius schloss 1838 mit seiner Promotion in Bonn ab (Dissertation: Radices pracriticae) und lehrte in Berlin. 1844/1845 schrieb er in Bremen u. a. für die neue Weser-Zeitung. Ein Jahr später entschied er sich als Privatdozent in Bonn zu arbeiten. Dort begann sein Interesse an den Werken William Shakespeares.
Bekannt wurde Delius durch seine Shakespeare-Ausgabe, die er zwischen 1854 und 1860 veröffentlichte. Dies verschaffte ihm, der seit 1855 eine Doppelprofessur für Französisch und Englisch hatte, bis 1880 einen Lehrstuhl für Anglistik, den ersten in Deutschland überhaupt. Delius war Mitbegründer und lange Zeit Vorsitzender der Deutschen Shakespeare-Gesellschaft und verfasste eine Vielzahl von Aufsätzen, Abhandlungen und Übersetzungen zu diesem Themenfeld. Seine wertvolle Shakespearesammlung vermachte er der Stadtbibliothek Bremen.
Thomas Schaefer: Wer liegt wo? Prominente auf Bremer Friedhöfen. Siepmann und Kurze, Bremen 1998, ISBN 3-933410-00-2.
Michael Hiltscher: Nicolaus Delius (1813–1888), Deutsche Shakespeare-Gesellschaft West: Jahrbuch 1989, S. 387–397. (ISBN 3-592-80089-2).
Michael Hiltscher: Shakespeares Text in Deutschland: Textkritik und Kanonfrage von den Anfängen bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts, Frankfurt/Main: Peter Lang, 1993. (ISBN 3-631-46363-4)