Константин пригласил всех 1800 епископов христианской церкви (около 1000 на востоке и 800 на западе), но только от 250 до 320 епископов приняли участие в соборе. Евсевий Кесарийский насчитал 250, Афанасий Александрийский - 318, а Евстафий Антиохийский - 270 (все трое присутствовали на соборе). Позже Сократ Схоластик насчитал более 300, а Евагрий, Иларий, Иероним и Руфин - 318.
Епископам был предоставлен бесплатный проезд на собор, а также жилье. Эти епископы путешествовали не одни; каждый из них имел разрешение взять с собой двух священников и трех диаконов, так что общее число участников должно было превышать 1500 человек. Евсевий говорит о почти бесчисленном множестве сопровождающих священников, диаконов и аколитов.
Особое значение этому собору придавалось еще и потому, что гонения на христиан только что закончились после принятия в феврале 313 года Миланского эдикта императорами Константином и Лицинием.
Восточные епископы составляли подавляющее большинство. Из них первое место занимали три патриарха: Александр Александрийский, Евстафий Антиохийский и Макарий Иерусалимский. Латиноязычные провинции прислали не менее пяти представителей: Марк Калабрийский из Италии, Цецилиан Карфагенский из Африки, Осий Кордовский из Испанской области, Никасий Дижонский из Галлии и Домнус Стридонский из Дунайской провинции. Папа Сильвестр I не присутствовал, сославшись на болезнь, но его представляли два священника.
Афанасий Александрийский, молодой диакон и спутник епископа Александра Александрийского, был среди помощников. Афанасий в конечном итоге провел большую часть своей жизни в борьбе с арианством. Александр Константинопольский, тогда еще пресвитер, также присутствовал в качестве представителя своего престарелого епископа.