Der Mediziner Georg Friedrich Nicolai entstammt einer jüdischen Berliner Bürgerfamilie, wurde aber evangelisch getauft. Er studiert in Königsberg, Berlin, Paris und Heidelberg und promoviert 1901 in Leipzig. Danach arbeitet er ein Jahr als Schiffsarzt, ist dann physiologischer Assistent in Halle, Berlin, Leiden und St. Petersburg, habilitiert sich 1907 und ist seit 1909 Titularprofessor und Oberarzt an der II. Medizinischen Klinik der Berliner Charité. Mit seinem Chef Friedrich Kraus publiziert er 1910 ein grundlegendes Lehrbuch zur Elektrokardiographie. Er gehört auch zum Ärztekreis der Kaiserin. Seit Ausbruch des Ersten Weltkrieges arbeitet er in einem Lazarett.

Nicolai verurteilt den Krieg und bekennt sich zu einer europäischen Kulturgemeinschaft. Als Antwort auf das Pamphlet An die Kulturwelt! verfasst er im Oktober 1914 den Aufruf an die Europäer, gewinnt aber zur Unterzeichnung neben Einstein nur noch den Astronomen Wilhelm Foerster und den Privatgelehrten Otto Buek. In Vorlesungen tritt er als Kriegsgegner hervor, 1917 erscheint sein Anti-Kriegsbuch Die Biologie des Krieges; diese Aktivitäten bringen ihm einen Kriegsgerichtsprozess und die Degradierung ein.

Nach dem Kriege wird er an der Wiederaufnahme seiner Lehrtätigkeit an der Charité gehindert; die Universität erkennt ihm noch 1920 die venia legendi ab. Er wandert deshalb 1922 nach Argentinien aus, wo er als großer Europäer empfangen wird. 1936 wird er Professor für Physiologie an der Tierärztlichen Hochschule in Santiago de Chile.