Son corps fut enterré dans la chapelle où il avait coutume de dire la sainte messe et de faire ses prières. Dieu rendit son tombeau illustre par un grand nombre de miracles. Sa canonisation fut faite par Eugène IV, en 1446. Sixte V le fit inférer au Bréviaire romain et recommanda qu’on en fit l’office ; Clément X a ordonné que cet office fut double. Le martyrologe romain fait mémoire de saint Nicolas de Tolentino. Quarante ans après sa mort, un religieux, sons-sacristain du couvent de Tolentino, brûlé d’un zèle indiscret d’honorer son pays de quelques-unes de ses reliques, ouvrit la châsse où reposait son corps et en coupa les deux bras. Il en sortit aussitôt une grande quantité de sang, qu’il ramassa le mieux qu’il put pour n’être point découvert ; et, ayant mis ce riche trésor dans une nappe qu’il avait préparée, il partit secrètement du couvent ; mais, après avoir marché toute la nuit avec grande vitesse, il se retrouva dans le monastère : ce qui l’obligea de confesser son larcin et d’en demander pardon. Ce prodige fut cause que les religieux et les habitants de Tolentino apportèrent pins de précaution pour conserver ce précieux trésor. Ils mirent ces bras dans une châsse d’argent doré, enrichie de diamants et de pierres précieuses, qu’ils serrèrent dans un grand coffre bien fermé et entouré de bandes de fer. On voit encore le coffre rempli d’une si riche dépouille. Il forme à trois clefs : le couvent en a une, la ville la seconde, et l’illustre et dévote famille Mauricia la troisième. On a remarqué que, lorsque l’Église est menacée de quelque malheur, ces bras rendent encore du sang, comme il arriva à la prise de l’ile de Chypre par les Turcs ; car, un peu auparavant, le bras droit sua du sang, depuis la paume de la main jusqu’au coude. Le même prodige est arrivé plusieurs autres fois dans de semblables conjonctures. 

Les fidèles vont encore visiter son tombeau avec beaucoup de dévotion. C’est maintenant une belle église desservie par les religieux Augustins, et qui a le titre de basilique. On y montre le tombeau de saint Nicolas, mais on n’y voit point ses reliques. Elles ont été si bien cachées, qu’on ne sait où elles se trouvent.

L’église de Saint-Nicolas de Port, en Lorraine, croit posséder une relique de saint Nicolas de Tolentino. C’est une première phalange d’un doigt, ou un os du métacarpe. L’histoire de cette relique fit grand bruit en Lorraine, de 1635 à 1652. Depuis, sa vérité a été attaquée, peut-être avec fondement ; car « la contexture de cet os ne parait pas très en rapport avec la contexture des différents os humains ». L’église de Brou, au diocèse de Belley, possède une relique de notre Saint, envoyée par le pape Léon XII qui, par un bref du 24 novembre 1834, a daigné accorder, à perpétuité, une indulgence plénière aux fidèles qui, ayant communié, visiteront l’église de Bron le dimanche qui suit le 10 septembre, ou l’un des huit jours suivants ; et de plus, une indulgence de cinquante jours a toutes les personnes qui iront prier un instant dans cette église.