William Nicholson trat 1863 in die Militärakademie Woolwich ein, schloss diese im Dezember 1864 als Jahrgangsbester ab und wurde 1865 Lieutenant der Royal Engineers. Von 1868 bis 1871 diente er auf Barbados und danach in Indien, wo er mit diversen ingenieurtechnischen Projekten betraut war. Später nahm er dann, meist als Adjutant, an mehreren Feldzügen teil. So war er als Captain und Pionieroffizier im Zweiten Afghanisch-Britischen Krieg an verschiedenen Gefechten und Schlachten beteiligt, wobei er sich wiederholt auszeichnete.
Nicholson wurde am 1. Juli 1890 zum Militärsekretär von Lord Roberts, dem britischen Oberbefehlshabers in Indien, ernannt und erhielt am 1. Januar 1891 den Rang eines Colonel. Er war ab 1893 als Chefingenieur bei der indischen Militärabteilung beschäftigt und wurde 1895 zum Generaladjutanten für den Punjab mit dem Rang eines Brigadier-General ernannt. Nicholson wurde 1897 bis 1898 als Stabschef für die Tirah-Kampagne an der North West Frontier Indiens eingesetzt. 1898 wurde er als Knight Commander des Order of the Bathgeadelt. Er wurde am 24. Februar 1899 zum Generaladjutanten in Indien ernannt.
Mit dem Beginn des Ersten Weltkrieges wurde er für das Committee of Imperial Defence reaktiviert. Ab 1916 arbeitete er in der Dardanelles Commission, welche die katastrophale Schlacht von Gallipoli aufarbeitete. Er starb kurz vor Kriegsende kinderlos, so dass der ihm verliehene Adelstitel erlosch.
Nicholsons Laufbahn ist dahingehend bemerkenswert, dass er es geschafft hat, bis zum höchsten militärischen Dienstgrad aufzusteigen, ohne jemals ein aktives Kommando innegehabt zu haben.
