Ο Κωνσταντίνος είχε προσκαλέσει και τους 1800 επισκόπους της χριστιανικής εκκλησίας (περίπου 1000 στην ανατολή και 800 στη δύση), αλλά μόνο 250 έως 320 επίσκοποι συμμετείχαν. Ο Ευσέβιος Καισαρείας μέτρησε 250, ο Αθανάσιος Αλεξανδρείας 318 και ο Ευστάθιος Αντιοχείας 270 (και οι τρεις ήταν παρόντες στη σύνοδο). Αργότερα, ο Σωκράτης Σχολαστικός κατέγραψε περισσότερους από 300 και οι Ευάγριος, Ιλάριος, Ιερώνυμος και Ρουφίνος κατέγραψαν 318.
Στους επισκόπους δόθηκε δωρεάν μετακίνηση για τη σύνοδο, καθώς και διαμονή. Αυτοί οι επίσκοποι δεν ταξίδευαν μόνοι τους- ο καθένας είχε την άδεια να φέρει μαζί του δύο ιερείς και τρεις διακόνους- έτσι ο συνολικός αριθμός των συμμετεχόντων θα πρέπει να ήταν πάνω από 1500. Ο Ευσέβιος κάνει λόγο για ένα σχεδόν αναρίθμητο πλήθος συνοδών ιερέων, διακόνων και ακολυτών.
Ιδιαίτερη σημασία δόθηκε επίσης στη σύνοδο αυτή επειδή ο διωγμός των χριστιανών είχε μόλις τελειώσει με το διάταγμα του Μιλάνου του Φεβρουαρίου του 313 από τους αυτοκράτορες Κωνσταντίνο και Λικίνιο.
Οι ανατολικοί επίσκοποι αποτελούσαν τη μεγάλη πλειοψηφία. Από αυτούς, την πρώτη θέση κατείχαν οι τρεις πατριάρχες: ο Αλέξανδρος της Αλεξάνδρειας, ο Ευστάθιος της Αντιόχειας και ο Μακάριος της Ιερουσαλήμ. Οι λατινόφωνες επαρχίες έστειλαν τουλάχιστον πέντε αντιπροσώπους: Ο Μάρκος της Καλαβρίας από την Ιταλία, ο Σεκιλιανός της Καρχηδόνας από την Αφρική, ο Όσιος της Κόρδοβα από την Ισπανία, ο Νικάσιος της Ντιζόν από τη Γαλατία και ο Ντόμνος του Στρίντον από την επαρχία του Δούναβη. Ο Πάπας Σιλβέστερος Α΄ δεν παρέστη, λέγοντας ότι ήταν άρρωστος, αλλά εκπροσωπήθηκε από δύο ιερείς.
Ο Αθανάσιος Αλεξανδρείας, ένας νεαρός διάκονος και σύντροφος του επισκόπου Αλεξάνδρου της Αλεξάνδρειας, ήταν μεταξύ των βοηθών. Ο Αθανάσιος πέρασε τελικά το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του πολεμώντας τον αρειανισμό. Ο Αλέξανδρος της Κωνσταντινούπολης, πρεσβύτερος τότε, ήταν επίσης παρών ως εκπρόσωπος του ηλικιωμένου επισκόπου του.