Работа в Историческом музее.
Последний владелец усадьбы "Братцево"
Ещё перед свадьбой,в декабре 1884 года Николай Сергеевичвступил в должность товарища Председателя Строительной комиссии Российского Исторического музея. 
С этого момента началась его насыщенная событиями музейная деятельность: он подсчитывал расходы, искал материалы на отделку залов, библиотеки, аудиторий, витрин и дубовых шкафов, составлял отчеты музея. Под его непосредственным наблюдением производились работы по внутренней отделке и оформлению экспозиционных залов (Владимирского, Киевского, Новгородского, Суздальского), работы поразмещению живописных произведений, витрин, экспонатов, переговоры с художниками, реставраторами. 
С первых лет работы,Николай Сергеевич участвовал в комплектовании коллекций, входил в число щедрых дарителей Исторического музея.Во всех фондовых отделах музея хранятся как отдельные памятники и, так и целые коллекции с пометами «Дар князя Н.С. Щербатова». Не будучи профессиональным археологом,Николай Сергеевич принимал участие в археологических раскопках. Наиболее известными были работы по поиску библиотеки и архива Ивана Грозного, произведенные им в 1894 г. в Московском Кремле под научным руководством И.Е. Забелина.
В 1887 году Забелин и Щербатов провели археологические исследования вблизи деревни Пенягино на речке Баньке.Летом1889 г. Н.С. Щербатов организовал раскопки славянских курганов около Чернева, в которых принял участие председатель РИМ великий князь Сергей Александрович и И.Е. Забелин.
Бывали на раскопках в окрестностях Братцева и другие сотрудники музея . В 1908 г. в одном из писем С.А. Щербатова сообщает сестре: «В воскресенье около Химок будем рыть курганы с Алексеем Васильевичем Орешниковым» .
В 1909-1910 годах князь Николай Сергеевич провел раскопки у деревни Алешкино, так называемых Алешкинских курганов, но, к сожалению, не оставил отчета с описанием курганного могильника. 
Николай Сергеевич был полностью погружен в археологию и музейную работу,а Софья Александровна в 1912 году стала кавалерственной дамой, и была пожалована орденом Святой Екатерины малого креста за просветительство и благотворительность. Она с 1893 года была попечительницей приюта для грудных детей Елизаветинского общества.