В январе 1908 г. он поступает на Обуховский завод, где в течении шести лет работает сначала инженером цеха, а затем помощником заведущего термическим цехом.
Складывавшаяся в то время обстановка способствовала развитию интереса Минкевича к изучению закалки стали. Термическая обработка стали в начале XX века являлась новой прогрессивной областью техники, зародившейся в недрах металлургии. Идеи великого русского ученого Д. К. Чернова широко распространились в среде наших инженеров. Идеи о зависимости свойств стали от ее структуры претворялись в жизнь, развивалась термическая обработка сплавов. Россия создавала свою качественную металлургию.
В ноябре 1911 г. Н. А. Минкевич предложил оригинальную конструкцию закалочного аппарата для закалки головной части снаряда. При этом им был разработан вопрос о скорости охлаждения и характере необходимой охлаждающей среды. Аппарат был сконструирован таким образом, что путем замены некоторых его узлов легко осуществлялся переход от обработки снарядов одного калибра к обработке снарядов другого калибра. В том же году Минкевич получил патент на конструкцию коридорной печи методического типа с разрезным посередине сводом, в которой изделия передвигаются при помощи механизма, подвешенного на балках, расположенных над печью.
Дальнейшая работа Н. А. Минкевича на Обуховском заводе и его возрастающий практический опыт позволили внести ряд других улучшений в технологию термической обработки деталей орудий и снарядов. В это время, как и в последующие годы, на протяжении всей жизни, практическая деятельность Николая Анатольевича сочеталась с теоретической и литературной работой. Он опубликовал обстоятельную и чрезвычайно важную для того времени работу «Методы определения твердости металлов». Метод оценки «качеств металлов и согласования их со службой металлов в разных изделиях» в то время находился в ряду «новых методов механических испытаний». Как и испытания ударными и повторными нагрузками, определение твердости металлов только еще выдвигалось «на первый план». Работа Н. А. Минкевича имела большое значение в деле распространения этого метода на заводах России. Она была опубликована в «Журнале Русского металлургического общества» в 1911 г. и тогда же вышла отдельным оттиском в виде брошюры. При сравнительно небольшом объеме (3 печатных листа) эта работа представляла собой законченную монографию по рассматриваемому вопросу. Описание существовавших тогда методов определения твердости металлов и сплавов было дано в ясной и доходчивой форме; благодаря последовательному разбору различных методов определения твердости и четкой классификации приборов, основанных на том или ином принципе, эта работа и сейчас читается с большим интересом.
В 1912 г. была опубликована вторая работа Н. А. Минкевича, являющаяся продолжением исследования, - «Вопрос о связи между твердостью и другими механическими качествами стали».
За время работы на Обуховском заводе Н. А. Минкевич занимался разработкой нового вида термической обработки – одинарной обработки. Одинарная обработка, состоящая из одной операции – нагрева до температуры закалки с последующим охлаждением с некоторой средней скоростью – должна была заменить термическую обработку, состоящую из двух операций: закалки и отпуска. Этот метод Николай Анатольевич применил при термической обработке снарядов.