Ранее церковь была деревянной. Строительство каменной начато в 1921 году, освящена в 1929. Изначально проект был предложен самими прихожанами, но затем он был рассмотрен и принято решение о том, что он не соответствует образу и украшению столицы, и проект был передан архитектору Амвросимову.

Храм был закрыт в 1935 г., а в 1939 начинается его разборка с целью разбить на данном месте сквер.

19 ноября 1995 года на площади Левски (ранее Никольской) установлен большой деревянный крест в центре площади в память о "разрушенной большевиками" Николаевской церкви, впоследствии замененный на металлический.