La construcción de la catedral de Nicolás en el monasterio de Chernoostrov comenzó en 1812, sin embargo, diez años después se descubrieron grietas en los cimientos y la catedral fue desmantelada hasta los cimientos. Un nuevo templo en estilo clasicista fue fundado en 1825 y finalizado en 1843. El altar principal fue consagrado el 26 de agosto de 1843. La altura del templo es de 47 metros. El arquitecto exacto de la catedral es desconocido, pero se supone que pudo haber sido A. L. Vitberg, según el proyecto del cual se construyó la Catedral de Cristo Salvador en Moscú.

La catedral de Nicolás tiene tres altares, dispuestos uno sobre otro: en el primer piso se encuentra el altar de Todos los Santos, consagrado en 1876, en el segundo, el de San Nicolás, y en el coro, un altar en honor de la Transfiguración del Señor, consagrado en 1849. A la catedral se adosa una galería, en la que se ha construido una escalera que lleva a la plataforma inferior del monasterio, donde se encuentra la entrada a la iglesia de Todos los Santos. La cúpula del templo es sostenida por cuatro columnas con capiteles de orden corintio, y el centro del edificio forma una amplia rotonda. La construcción de la catedral fue financiada por los participantes de la guerra de 1812.

Después del cierre del monasterio en 1920, la catedral de Nicolás permaneció como el único templo en funcionamiento en esta área. En 1939, se abrió una exposición del museo de 1812 en su interior, pero después de la Gran Guerra Patria, fue trasladada a una capilla. En el local de la catedral se alojaron sucesivamente un instituto técnico, un club de ajedrez, una escuela de arte y una panadería. Con el tiempo, el monasterio cayó en abandono, pero sus construcciones se han conservado desde el siglo XIX. En 1991, comenzó la restauración del monasterio, y hoy la catedral de Nicolás está completamente reconstruida.