O Νικόλαος Θωμάκος έλαβε το πτυχίο της ιατρικής από το Πανεπιστήμιο της Αθήνας και τελείωσε την ειδικότητα του στην Μαιευτική και την Γυναικολογία καθώς και την εξειδίκευσή του στην Γυναικολογική Ογκολογία στην Α’ Μαιευτική και Γυναικολογική Κλινική του Πανεπιστημίου Αθηνών στο Νοσοκομείο Αλεξάνδρα», που είναι διαπιστευμένο κέντρο Μαιευτικής και Γυναικολογίας (European Board and College of Obstetrics and Gynaecology) EBCOG.
Η προηγούμενη εμπειρία περιλαμβάνει κλινικό και ερευνητικό έργο στο Baylor College of Medicineκαι στο MD Anderson Cancer, Houston, Texas και στο Northern Gynecological Oncology Center, Queen Elizabeth, Gateshead, ,UK.
Η σημερινή του θέση είναι Επίκουρος Καθηγητής Μαιευτικής και Γυναικολογίας και Γυναικολογικής Ογκολογίας στο ΠΓΝΑ «Αλεξάνδρα». Το κλινικό και ερευνητικό του ενδιαφέρον περιλαμβάνειτην περιεγχειριτική φροντίδα των γυναικολογικών και μαιευτικών ασθενών, με ιδιαίτερη σημασία στη γυναικολογική ογκολογία στη διατήρηση της αναπαραγωγικής δραστηριότητας νέων γυναικών με γυναικολογικό καρκίνο.