Окончил Николаевское инженерное училище и Николаевскую академию Генерального штаба. На военной и гражданской службе, генерал-майор.
В 1898 году был назначен полицмейстером в Санкт-Петербурге, а в 1904 году назначен обер-полицмейстером Варшавы.
13 марта 1905 г. в 8 ч. 15 мин. вечера в Варшаве на дворе пражского участка взорвалась бомба, причем было ранено четыре городовых, два посторонних лица и сам злоумышленник, который был задержан помощником пристава Хвощинским. Преследовавший злоумышленника городовой убит. Барон Нолькен, спешивший к месту происшествия, проезжал по улице Новый Свят. Близ замка, не доезжая моста, в него была брошена бомба. Нолькен был тяжело ранен в лицо, правую руку и правую ногу.
C 6 октября 1905 по 14 сентября 1908 Нолькен был губернатором Томской губернии. В 1908-1910 годах — могилёвский губернатор.
В 1912 жил в Петербурге по адресу: Васильевский остров, 1-я линия, 34. Владел имением в Могилёвской губернии.
Был женат на Марии Ивановне Клейн.
Расстрелян большевиками.