Det var i ett möte med Rysslands president Vladimir Putin som Nikolic bedyrade att Serbien kommer att hålla sig utanför den USA-dominerade militäralliansen, rapporterar RT.
Nikolic, som beskrivits som nationalist och ryssvänlig, meddelade dock att Serbien fortfarande är inställt på medlemskap i EU, men medgav att det återstod "en lång väg" att gå innan detta kunde bli verklighet.
Putin är det första utländska ledare som Nikolic träffat sedan han tillträdde presidentposten tidigare i maj.