Konstantin pozval všech 1800 biskupů křesťanské církve (asi 1000 na východě a 800 na západě), ale ve skutečnosti se zúčastnilo jen 250 až 320 biskupů. Eusebius z Cesareje jich napočítal 250, Athanasius z Alexandrie 318 a Eustathius z Antiochie 270 (všichni tři byli koncilu přítomni). Později Sokrates Scholastikus zaznamenal více než 300 a Evagrius, Hilarius, Jeroným a Rufinus 318 osob.
Biskupové měli na koncil zdarma cestu i ubytování. Tito biskupové necestovali sami; každý z nich měl povolení vzít s sebou dva kněze a tři jáhny, takže celkový počet účastníků mohl přesáhnout 1500. Eusebius hovoří o téměř nepočetném zástupu doprovázejících kněží, jáhnů a akolytů.
Zvláštní význam byl tomuto koncilu přikládán také proto, že pronásledování křesťanů právě skončilo únorovým milánským ediktem císařů Konstantina a Licinia z roku 313.
Východní biskupové tvořili velkou většinu. Z nich první místo zaujímali tři patriarchové: Alexandr Alexandrijský, Eustathius Antiochijský a Makarij Jeruzalémský. Latinsky mluvící provincie vyslaly nejméně pět zástupců: Marcus z Kalábrie z Itálie, Cecilian z Kartága z Afriky, Hosius z Córdoby z Hispánie, Nicasius z Dijonu z Galie a Domnus ze Stridonu z podunajské provincie. Papež Silvestr I. se nezúčastnil, protože byl nemocný, ale zastupovali ho dva kněží.
Mezi pomocníky byl i Atanáš Alexandrijský, mladý jáhen a společník alexandrijského biskupa Alexandra. Atanáš nakonec strávil většinu svého života bojem proti arianismu. Alexandr z Konstantinopole, tehdy presbyter, byl rovněž přítomen jako zástupce svého zestárlého biskupa.