En 1913, el Imperio Ruso celebraba el 300 aniversario de la dinastía Romanov, y las celebraciones abarcaron Ekaterinoslav. Los propietarios de la fábrica de Bryansk, la mayor empresa metalúrgica de la ciudad, decidieron construir una catedral en honor a San Nicolás de Mira, el patrón del emperador Nicolás II, para subrayar la importancia de la fábrica. Los arquitectos Georgiy Turovets y Evstafiy Konstantinovich desarrollaron el proyecto de la catedral de Nicolás, conocida como "la iglesia de Bryansk". Inicialmente se planeó construirla en el centro de la ciudad, pero luego se decidió edificarla más cerca de la fábrica. La colocación de la primera piedra tuvo lugar el 21 de febrero de 1913, la construcción duró 28 meses y la catedral fue consagrada el 17 de mayo de 1915.

La catedral se convirtió en uno de los edificios más bellos de Ekaterinoslav a principios del siglo XX. Gente de toda la ciudad venía a verla. La arquitectura de la catedral combinaba diferentes estilos: formas barrocas, decoración neoclásica y cúpulas ortodoxas. En el campanario se instalaron relojes. Turovets se encargó del aspecto exterior, mientras que Konstantinovich se ocupó del interior y el iconostasio. El iconostasio único, de 18 metros de largo y 7 de alto, era tan impresionante que su imagen apareció en el "Anuario de la Sociedad Imperial de Arquitectos y Artistas" de 1914. El artista ucraniano Ivan Izhakevich pintó las paredes de la catedral. La catedral podía competir en tamaño y esplendor con los principales templos de la ciudad.

A pesar de su belleza, el templo se veía inusual frente a los edificios bajos y las chimeneas de la fábrica. Sin embargo, los propietarios de la fábrica buscaban demostrar el prestigio de la empresa ante el emperador. En febrero de 1929, la catedral fue cerrada. Sobrevivió a tiempos de persecuciones religiosas y se ha conservado hasta nuestros días. Antes de la guerra, en el edificio se ubicaban una exposición de productos de la fábrica, la Casa de los Pioneros y una escuela deportiva infantil. Desde 1941 hasta 1961, la catedral se volvió a utilizar para servicios religiosos, pero luego fue entregada a las autoridades y el edificio cayó en decadencia.

En 1979, gracias a los esfuerzos de entusiastas, la catedral fue incluida en el registro de monumentos arquitectónicos protegidos. Tras la restauración, se transformó en la Casa de Música de Órgano y Música de Cámara. En 1986 se completaron los trabajos de restauración y se instaló un órgano de 12 toneladas de la firma "W. Sauer". En 1987 tuvo lugar el primer concierto. En relación con la entrega del edificio a la iglesia, se llevaron a cabo 21 sesiones judiciales. En 2006, representantes de la firma de órganos valoraron el traslado del instrumento en 163 mil euros.

En marzo de 2011, el edificio pasó a ser propiedad de la comunidad ortodoxa, que se comprometió a mantener el funcionamiento de la Casa de Música de Órgano. El Metropolitano Iriney aseguró que el órgano permanecería en la catedral hasta que se construyera un nuevo edificio para él. Desde el 14 de marzo de 2013, se llevan a cabo servicios regulares en el sótano de la catedral.