Die Gründung des Nikolausklosters ist eng mit dem Namen seines Gründers Theophilakt Jakowlew verbunden. Der Historiker N. M. Schjegolkow erwähnt in seinen Informationen über die Stadt Arzamas, dass um 1580 der Bewohner von Arzamas, Theophilakt Jakowlew, auf eigene Kosten eine hölzerne Kirche zu Ehren des heiligen Nikolaus des Wundertäters errichtete. Dies wird durch das Schreiben des Zaren Alexei Michailowitsch vom 28. März 1670 bestätigt, das an den Hofbeamten Fürst Leontij Schajsupow gerichtet war, in dem steht, dass das Nikolaus-Mädchenkloster um 1580 oder früher gegründet wurde. Der Abt des Spasski-Klosters, Sergij, schenkte der Kirche ein geschnitztes Bild des heiligen Nikolaus von Moschaisk und schlug Theophilakt vor, ein Frauenkloster an der Kirche zu gründen, was unterstützt wurde. Theophilakt baute daneben eine weitere hölzerne Kirche im Namen der Epiphanie mit einer Kapelle des heiligen Georgs des Siegers, Wohnräumen, einer hölzernen Vorhalle, einem Glockenturm und 30 Zellen und umgrenzte das Gelände mit einem Zaun. Wahrscheinlich wurde die Erlaubnis zur Gründung des Klosters im Voraus eingeholt.

Zu Beginn des 17. Jahrhunderts war Arzamas, wie viele andere russische Städte, mit hölzernen Gebäuden bebaut und litt häufig unter Bränden. Im Jahr 1643 brannte die Auferstehungskathedrale nieder, und 1650 verursachte ein Blitzschlag ein Feuer, das beide Kirchen, die Zellen und die Umzäunung des Nikolaus-Frauenklosters sowie die Türme des Kremls und einen Teil der Stadtmauer zerstörte. Die hölzernen Tempel, Ikonen und kirchlichen Gegenstände wurden zu Asche. Das Schicksal der Nonnen ist unbekannt, aber möglicherweise fanden sie Zuflucht im Alexejewski-Kloster. Das Kloster wurde wiederbelebt, wenn auch in kleinerem Maßstab. Nach Schjegolkows Meinung lebte 1650 noch die Frau Theophilakts, die alte Pelageja, die zusammen mit ihren Söhnen Grigori und Afanasij eine neue hölzerne Kirche im Namen der Epiphanie errichtete. Das Kloster erholte sich langsam, und dieser Tempel blieb etwa 30 Jahre lang der einzige. Die zweite Kirche wurde aus Stein errichtet, und die steinerne Kirche im Namen des heiligen Nikolaus des Wundertäters wurde 1683 geweiht.

Im Jahr 1738 wurde die steinerne Nikolauskirche restauriert und ein dreigeschossiger Glockenturm erbaut. 1740 wurde eine warme hölzerne Kirche im Namen der Epiphanie errichtet. 1926 wurde das Kloster geschlossen, in "Komsomolskij Gorodok" umbenannt und teilweise zerstört, und die Schwestern wurden vertrieben.

Am 18. Dezember 2015 wurde im Arzamaser Kloster die Nikolauskathedrale geweiht, in der nun täglich das Blutlose Opfer gefeiert wird. Das geschnitzte Bild des heiligen Nikolaus von Moschaisk, das bei der Gründung des Klosters geschenkt wurde, kehrte in den Tempel zurück. Bald erschien im Kloster das wundertätige Ikone der Gottesmutter "Befreiung von den Nöten der Leidenden", und seitdem unterstützt die Himmelskönigin die Bewohner. Tausende Pilger besuchen jährlich das Nikolauskloster, stärken ihren Glauben und erhalten Heilungen und Befreiungen von Nöten.