2014年7月14日，芝加哥公牛隊和尼克拉·米羅蒂奇達成簽約協議。
2014年7月19日，公牛和尼克拉·米羅蒂奇正式簽約，合同為期3年價值1660萬美元。
2014年11月22日，公牛隊客場以87-105輸給開拓者，公牛隊新秀尼古拉·米羅蒂奇得到24分11籃板2助攻，創2014屆新秀得分新高，並追平2014屆新秀單場比賽的籃板紀錄。
2014年12月20日，公牛客場以103-97擊敗灰熊，尼古拉·米羅蒂奇全場10投7中得到27分，其中三分球6投6中，刷新了個人生涯得分紀錄。
2015年1月6日，NBA官方宣布公牛前鋒尼古拉·米羅蒂奇當選12月東部最佳新秀。米羅蒂奇12月場均可得9.9分5.7個籃板，投籃命中率為43.9%，均排在東部新秀第二。米羅蒂奇是1981年以來，第7位獲此榮譽的公牛球員。
2015年1月29日，NBA官方公布2015全明星新秀挑戰賽名單，尼古拉·米羅蒂奇入選國際新秀隊。
2015年3月2日，公牛主場86-96不敵快船，尼古拉·米羅蒂奇得到生涯新高的29分和9個籃板。
2015年3月6日，公牛主場108-105戰勝雷霆，尼古拉·米羅蒂奇獲得了16個罰球，刷新個人生涯紀錄。
2015年4月4日，NBA聯盟宣布公牛隊新秀尼古拉·米羅蒂奇當選東部3月最佳新秀。米羅蒂奇3月場均可得20.8分，排在所有新秀第壹位，場均7.6個籃板和1.2個蓋帽排在所有新秀第二位，有8次得分達到20分。
2015年5月19日，NBA官方公布了2014-15賽季最佳新秀陣容，尼古拉·米羅蒂奇入選最佳新秀陣容第壹陣容。
2016年1月28日，NBA官方公布2016年全明星新秀賽美國隊和世界隊陣容名單，尼古拉·米羅蒂奇入選世界隊。
2016年3月24日，公牛主場對陣尼克斯，尼古拉·米羅蒂奇替補出戰34分鐘，得到35分6籃板，刷新NBA生涯單場得分紀錄。