Tulis kelanjutan untuk paragraf ini - dia menjadi anggota IMRO. Pada tahun 1900 ia menjadi sekretaris di detasemen Andon Kyoseto, dan pada tahun 1901 Dechev adalah asisten voivode Hristo Chernopeev di wilayah Gorna Dzhumaya. Pada tahun 1901, bersama dengan Hristo Chernopeev dan Yane Sandanski, ia mengambil bagian dalam penculikan Ellen Maria Stone. Pada tahun 1902 Dechev ditunjuk sebagai voivode Veles, di mana detasemen-nya masuk pada bulan April dan mendirikan jaringan komite. Dia menentang tindakan gerilyawan pro-Serbia lokal di wilayah tersebut dan mengambil bagian dalam pertempuran dengan mereka. Setelah keputusan untuk membangkitkan Pemberontakan Ilinden pada Januari 1903, Nikola Dechev tiba di Bulgaria. Di Sofia ia bertemu dengan Hristo Tatarchev dan Hristo Matov, kemudian perwakilan asing dari IMRO. Ia juga kembali ke Stara Zagora, di mana ia bertemu dengan pemimpin IMRO Ivan Garvanov. Pada bulan Maret 1903 ia pergi ke Kyustendil, di mana detasemen Veles kedua dibentuk di bawah komando-nya. Dia memasuki Makedonia, di mana pada bulan April terjadi pertempuran besar dengan tentara Turki reguler. Setelah kerugian berat yang diderita oleh detasemen Nikola Dechev, ia mundur kembali ke Bulgaria. Pada musim panas tahun yang sama, ia mengambil bagian dalam Pemberontakan Ilinden-Preobrazhenie
, mencoba untuk memasuki pedalaman Makedonia dengan detasemen baru pada bulan September. Pada tanggal 25 September, mereka dikepung dan bertempur sengit di dekat desa Lukovo (Kratovo). Dalam pertempuran dengan beberapa ribu pasukan Turki, lebih dari 30 korban tewas, termasuk Dechev, dan sisanya mundur pada malam hari ke perbatasan Kepangeranan Bulgaria.