Laut den Urkunden von Kasan und dem Ujesd Kasan stand im Jahr 1565 an der Stelle der heutigen Nikolaikirche eine hölzerne Kirche des Heiligen Nikolaus von Myra, bekannt als „Kirche des Nikolaus von Borowsk“.

Bis zum Ende des 17. Jahrhunderts wurde an ihrer Stelle ein steinerner Tempel ohne Säulen mit einer Kuppel errichtet, bekannt als die Nikolaonizkaja Kirche. Sie hatte zwei Altäre: einen zu Ehren der Geburt Christi und einen anderen im Namen des Heiligen Johannes des Kriegers, der sich im Glockenturm befand.

Etwa zur gleichen Zeit könnte die Sommerkirche der Schutzheiligen errichtet worden sein, die eine steinerne Kirche mit sechs Säulen und drei Apsiden darstellt. Die Entstehungsdaten variieren: das Antimens weist auf das Jahr 1696 hin, während die Kirchenregister auf 1703 verweisen. Diese Daten könnten sowohl mit der Renovierung als auch mit dem Bau des Tempels in Verbindung stehen.

In den 1720er und 1730er Jahren wurde neben der Schutzkirche ein fünfstöckiger Glockenturm errichtet.

In den Jahren 1834 und 1871 diente in der Nikolaonizkaja Kirche der Priester Michail Pawlowitsch Poletajew, der Sohn des vorherigen Priesters und Absolvent der Kasaner Geistlichen Akademie. Während seiner Amtszeit wurden 1857 und 1862 ein zweigeschossiges steinernes Pfarrhaus erbaut.

Der Bau und die Renovierungen des Tempels wurden von den Gemeindemitgliedern finanziert, obwohl die Gemeinde klein war und hauptsächlich aus Menschen mit geringem Einkommen bestand. Dank der Bemühungen des Priesters Nikolai Maximowitsch Waruschkin, der von 1871 bis 1903 diente, gelang es, Wohltäter für die Renovierung des Tempels zu gewinnen. Die Hauptmittel wurden von den Kaufleuten Pawel Wassiljewitsch Schtschetinkin, Wassili Iwanowitsch Sausailow, Alexander Nikiforowitsch Swjeschnikow und Grigori Nikolajewitsch Gorinow bereitgestellt. Ihre Namen sind auf einer Gedenktafel des Tempels verewigt. Nur G. N. Gorinow war Gemeindemitglied und Ältester der Kirche.

Im Jahr 1883 wurde die alte Nikolaonizkaja Kirche abgerissen, und 1885 wurde ein neues Gebäude im eklektischen Stil mit klassizistischen Elementen errichtet.

Im Jahr 1892 wurde die kalte Schutzkirche renoviert, die nach einer teilweisen Umgestaltung fünf Kuppeln erhielt.

Im Jahr 1930 wurde die Nikolaonizkaja Kirche aufgrund der antireligiösen Politik geschlossen. Zum Zeitpunkt der Wiederbelebung der Diözese Kasan im Jahr 1942 war in Kasan nur die Friedhofskirche der Jaroslawler Wundertäter aktiv.

Unter Erzbischof Germogen Kozhin wurde im Oktober 1946 in Kasan die zweite orthodoxe Gemeinde registriert, der die Nikolaonizkaja und die Schutzkirche übertragen wurden. Sie erhielten den Status einer Nikolaikirche, und der Anbaualtar der Kathedrale für die frühen Liturgien wurde zu Ehren der 40 Märtyrer von Sebaste geweiht.