Der Bau der Nikolauskirche des Schwarzostrower Klosters begann 1812, jedoch wurden nach zehn Jahren Risse im Fundament entdeckt, und die Kirche wurde bis auf die Grundmauern abgerissen. Ein neuer Tempel im klassizistischen Stil wurde 1825 eingeweiht und 1843 fertiggestellt. Der Hauptaltar wurde am 26. August 1843 geweiht. Die Höhe des Tempels beträgt 47 Meter. Der genaue Architekt der Kirche ist unbekannt, es wird jedoch vermutet, dass es A. L. Witberg gewesen sein könnte, nach dessen Entwurf die Christ-Erlöser-Kirche in Moskau gebaut wurde.

Die Nikolauskirche hat drei Altäre, die übereinander angeordnet sind: Im Erdgeschoss befindet sich der Altar der Allerheiligsten, der 1876 geweiht wurde, im zweiten der Altar des Heiligen Nikolaus und in der Empore der Altar zu Ehren der Verklärung des Herrn, der 1849 geweiht wurde. An die Kirche schließt sich eine Galerie an, in der eine Treppe zur unteren Plattform des Klosters führt, wo der Eingang zur Kirche der Allerheiligsten liegt. Die Kuppel des Tempels wird von vier Säulen mit korinthischen Kapitellen gestützt, und die Mitte des Gebäudes bildet eine geräumige Rotunde. Der Bau der Kirche wurde von den Teilnehmern des Krieges von 1812 finanziert.

Nach der Schließung des Klosters im Jahr 1920 blieb die Nikolauskirche der einzige aktive Tempel auf diesem Gebiet. 1939 wurde darin eine Ausstellung des Museums von 1812 eröffnet, aber nach dem Zweiten Weltkrieg wurde sie in eine Kapelle verlegt. Im Inneren der Kirche waren abwechselnd ein Technikum, ein Schachclub, eine Kunstschule und eine Bäckerei untergebracht. Im Laufe der Zeit verfiel das Kloster, aber seine Gebäude blieben seit dem 19. Jahrhundert erhalten. 1991 begann die Wiederherstellung des Klosters, und heute ist die Nikolauskirche vollständig rekonstruiert.