Στον Ολυμπιακό από το 2009 έως το 2013 και από το 2016 μέχρι τα μπασκετικά του γεράματα, μέχρι το καλοκαίρι του 2023. Ο Κώστας Παπανικολάου “μεγάλωσε” μαζί με τους Πειραιώτες, κατέκτησε δύο φορές τη EuroLeague με τη φανέλα τους και θα συνεχίσει να τη φορά για ακόμη τρία χρόνια καθώς οι ερυθρόλευκοι ανακοίνωσαν το απόγευμα της Τρίτης (22/9) την επέκταση της άκρως επιτυχημένης συνεργασίας τους.
Στα 30 του χρόνια πλέον ο Παπανικολάου παραμένει ένα από τα σημαντικότερα γρανάζια στη μηχανή του Ολυμπιακού, είναι η ψυχή της ομάδας και με τον Γιώργο Μπαρτζώκα να τον θεωρεί υπερπολύτιμο πήρε την επέκταση που ήθελε για να αφοσιωθεί αποκλειστικά στο μπάσκετ και να μπει στη σεζόν 2020/21 με ακόμη καλύτερη ψυχολογία.