El templo de piedra en honor al gran mártir Nikita en el monasterio de Nikitsky existió desde tiempos antiguos, pero para 1528 se había deteriorado y fue desmantelado por orden del gran príncipe Vasili IV. Vasili III asignó fondos para la construcción de una nueva iglesia, sin embargo, esta era pequeña y pronto se convirtió en parte de la nueva catedral. En 1561, Iván el Terrible decidió desmantelar la antigua iglesia, construida por su padre, y erigir una nueva sobre la tumba del venerable Nikita. La nueva catedral de piedra fue construida alrededor de la iglesia de Nikita el Estilita, el primer templo de piedra del monasterio, y la antigua iglesia se convirtió en el ábside sur de la catedral. Más tarde se le añadió el ábside norte de Todos los Santos. Gracias al apoyo del zar, la construcción avanzó rápidamente, y en 1564 la catedral fue completada. En su consagración estuvieron presentes el zar, la zarina María, el zarévich Iván y el metropolitano Afanasio. Inicialmente, el techo de la catedral era de madera, pero en 1686 fue cubierto con hierro blanco, y en 1764 se reemplazó por un techo a cuatro aguas de hierro, eliminando los arcos del remate. En 1759 se ampliaron las ventanas. Hasta mediados del siglo XVIII, la catedral permaneció sin pintar, y solo en 1764 fue decorada con pintura. En 1838, la pintura fue renovada, pero de manera desafortunada, y en 1876 fue nuevamente realizada por el pintor académico Gribov.

Después del cierre del monasterio en 1923, los objetos valiosos de la catedral fueron entregados al museo de Pereslavl, y la catedral misma fue utilizada para otros fines. En el territorio del monasterio se ubicaron diversas instituciones que no se preocuparon por la conservación de los monumentos. Como resultado, la catedral y otros edificios sufrieron gravemente. En 1933, se destruyó el único iconostasio de la catedral. Los trabajos de restauración, iniciados en las décadas de 1960 y 1970, no beneficiaron a la catedral, y en 1984, debido a errores de los restauradores, colapsó la cúpula central. Durante varios años, el templo estuvo sin cúpula, expuesto a las inclemencias del tiempo. Ahora la cúpula ha sido restaurada y los cimientos reforzados. Para 2013, la catedral había sido restaurada externamente, pero los trabajos de pintura en las paredes y bóvedas continúan bajo la dirección del artista de Palekh, Sergey Grigorievich Morozov.