В Новониколаевский Николай Михайлович приехал не только с женой, но и с двумя детьми. Старшенькому, Саше, было уже два года, младшей, Оле, несколько месяцев. За год до его смерти в 1899 году появилась на свет дочка Танечка. Недавно были найдены документы, что у Тихомировых был еще один сын — Николай, но он умер в младенчестве. Первое время семья жила в доме инженера Будагова, руководившего строительством железнодорожного моста. Вскоре он был вынужден уехать, а заканчивать строительство поручили Николаю Тихомирову.
«В этот период, — вспоминала Мария Ананьевна, — он спал часа два-три в сутки и на мои вопросы: «Когда же ты будешь отдыхать?» отвечал: «Погоди, вот организую всё — налажу и контору, и кадры, покатится правильное движение — тогда и отдохну…» В марте 1897 года «правильное» движение через железнодорожный мост было открыто.
С энтузиазмом взялся молодой инженер и за создание добровольного пожарного общества. Оно появилось 27 июня 1897 года, вернее, в этот день было удовлетворено прошение, адресованное томскому губернатору от жителей Новониколаевского посёлка о создании общества. С того момента ведёт отсчет Новосибирская противопожарная служба.
Но главным делом его жизни было строительство собора Александра Невского. Министерство путей сообщения приказало ему руководить строительными работами. Храм соорудили очень быстро — всего за два с половиной года. Его освящение состоялось 29 декабря 1899 года. За работу по возведению собора Николая Михайловича наградили орденом Святой Анны III степени.
Мария Ананьевна вспоминала: «На всякие ответственные моменты он брал меня с собой, бегал по всему зданию, говорил: «Ты долго будешь жить. Вот посмотри: ни одной трещины не будет, а вот в Петербурге Исаакий всегда в лесах стоит». Собор строился как памятник императору Александру III, а получилось, что инженер Тихомиров строил памятник и себе.