Der architektonische Komplex des Schartomski-Klosters entstand hauptsächlich in der zweiten Hälfte des 17. und der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Zentrales Element dieses Ensembles ist die Nikolauskirche, die als das älteste Gebäude des Klosters gilt. In einem Gesuch an Alexei Michailowitsch beschreibt der Archimandrit Joasif, wie nach dem Brand von 1649 der Klosterälteste, der Geld für das Kloster sammelte, von Ivan Achmetjew ermordet und beraubt wurde. Dies zeugt davon, dass die Mittel für den Bau des Klosters in der Mitte des 17. Jahrhunderts hauptsächlich von den Bauern der Klosterlandschaften stammten. Da keine Antwort vom Zaren kam, wurden die Gelder erneut gesammelt, und bereits 1651 wurde die neue Steinkirche von dem Erzbischof von Suzdalsk und Torus Serapion geweiht. Es kann jedoch nicht mit Sicherheit gesagt werden, dass der Bau der Kirche genau in diesem Jahr abgeschlossen wurde, da das Datum von einem Kreuz stammt, das möglicherweise früher oder während des Baus geweiht wurde. So wird zwar 1651 als Gründungsdatum angesehen, möglicherweise wurde das Kloster jedoch erst in der zweiten Hälfte der 1650er Jahre fertiggestellt.

Die Nikolauskirche hat zusammen mit dem Kloster den Niedergang des späten 18. Jahrhunderts überstanden, als alle Besitztümer verloren gingen, die Blütezeit der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts und die Zerstörung des 20. Jahrhunderts.

Die Kirche ist ein viersäuliger Tempel mit vier grünen Zwiebelkuppeln und einer goldenen Kuppel. Das Dach war wahrscheinlich seit seiner Errichtung ein vierseitiges, aber insgesamt bleibt die Architektur der Kirche konservativ. Das Fundament besteht aus Findlingen, Granit und teilweise aus weißem Stein. Die Wände sind außen mit Kalk auf Ziegeln bedeckt. Die äußere Gliederung der Wände mit Lisenen in Felder setzt sich auch im Inneren der Kirche fort. Die zentrale Kuppel ist weiter nach Osten verschoben als gewöhnlich, weshalb auch die Säulen nach Osten verschoben sind. Das westliche Feld ist das breiteste, das mittlere ist schmaler und das östliche ist das schmalste, was nach dem Prinzip des goldenen Schnitts gebaut wurde. Der dreigeteilte Altar ist doppelt so niedrig wie der quadratische Raum der Kirche, was ihm ein strenges Aussehen verleiht. Die Fenster der Kirche sind lang und schmal, angeordnet in zwei Reihen. Die Fenster der unteren Reihe haben Rahmen mit spitzem Abschluss, während die Fenster der zweiten Reihe ohne Rahmen sind. Das mittlere Fenster, das Fenster des Altars, ist das einzige mit einer Rundung, und die südliche Apsis ragt etwas weiter nach Norden.

Im Inneren der Kirche sind die Wände verputzt, und es sind Reste von Temperamalerei aus dem frühen 19. Jahrhundert erhalten geblieben. Zum Zeitpunkt der Übergabe des Klosters an die Kirche war die innere Ausstattung der Kirche fast vollständig zerstört. An den Innenwänden, Gewölben und Kanten der Pylonen sind stellenweise Putzreste mit Überresten von Fresken erhalten geblieben. Drei perspektivische Portale bestehen aus abwechselnden Vierteln und Halbovalformen. Das nördliche Portal ist mit geschnitzten Elementen aus weißem Stein verziert, die an die Portale der Wladimir-Suzdal-Architektur des 12.-13. Jahrhunderts erinnern. Der Sockel ist mit einer Zierleiste dekoriert. In der Kirche befinden sich alte Ikonen. Links vom Chorgebet befinden sich die Ikonen der Gottesmutter von Tichwin und von Shuya-Smolensk, und rechts das nicht von Menschenhand geschaffene Bild des Erlösers mit ausdrucksvoller Malerei. Anhand ihrer Größe kann man vermuten, dass diese Ikonen einst im Ikonostase einer anderen lokalen Kirche waren.