Nicolas Ducos est le fils cadet de Philibert Ducos (1713-1771) et de Jeanne-Marie Leclercq (1716-1775). Il est notamment le frère de Roger Ducos (1747-1816), homme politique et 3econsul de Bonaparte.
Il est nommé sergent le , sergent-major le , adjudant sous-officier le , et lieutenant le suivant. Il fait les guerres de la Révolution, passe, en l'an II, à l'armée d'Italie, il est adjoint à l'adjudant-général Chabran le 15 thermidor an III (), il se distingue à Castiglione le .
Il est nommé capitaine le 5 vendémiaire an V (), chef de bataillon le 1ernivôse (). Le 19 ventôse an V () , il devient aide-de-camp de Masséna, et chef de brigade le 15 germinal an VII ().
Il siège que pendant deux législatures, avant d’être envoyé à l'armée d'Espagne en mars 1808. Il force le défilé de la Venta del Escudo, et contribue pour la plus grande part à la victoire de Medina del Riosecco le . Il est promu commandeur de la Légion d'honneur le .
Remis en activité pendant les Cent-Jours, il est chargé de commander la place de Longwy le , qu'il défend pendant deux mois et demi, avec une garnison de 300 hommes contre 18 000 Prussiens, commandés par le prince de Hesse-Hombourg. Celui-ci, qui veut s'emparer de la place, ne cesse de la bombarder, même quand les assiégés eurent hissé le drapeau blanc au nom et par ordre du roi. Sommé de se rendre, Ducos répond «qu'il y songerait, quand son mouchoir brûlerait dans sa poche». La place se rend le .
Il est mis à la retraite avec effet au , il se retire à Montfort-en-Chalosse, où il meurt le .
A. Lievyns, Jean Maurice Verdot, Pierre Bégat, Fastes de la Légion-d'honneur, biographie de tous les décorés accompagnée de l'histoire législative et réglementaire de l'ordre, Bureau de l’administration, , 529p. (lire en ligne), p.124.