Сочетал занятия эпиграфикой с изучением истории религии. В 1909 г. Н. И. Новосадский перешел из Варшавского Университета в Московский, где оставался профессором вплоть до смерти. Самыми значительными его трудами были две работы по истории греческой религии: «Елевсинские мистерии» (СПб, 1887) и «Орфические гимны» (Варшава, 1890). Кроме того, Н. И. Новосадскому принадлежит перевод «Поэтики» Аристотеля, снабженный введением и примечаниями, изданный в 1927 г. Н. И. Новосадский занимался также историей классической филологии: ему принадлежит остающаяся до сих пор в рукописи работа «Классическая филология в Московском Университете» (1755-1935). За заслуги перед отечественной наукой Н. И. Новосадский был избран членом-корреспондентом Академии Наук СССР.