À la fin du XIXe siècle, en Russie, y compris en Sibérie, de nombreux temples et monastères ont été construits en l'honneur de Saint Nicolas. Au début du XXe siècle, la construction de tels temples se poursuivait, et Barnaoul ne faisait pas exception. À cette époque, la ville voyait l'édification de l'église de la Protection à Zaïchanskaya Sloboda, de l'église de la Trinité dans la partie montagneuse, du temple de l'Exaltation de la Sainte Croix, qui est maintenant un planétarium, ainsi que des églises en l'honneur de l'icône de la Mère de Dieu de Kazan et de Saint Innocent d'Irkoutsk sur le territoire du monastère féminin. Des temples en bois ont été construits dans la ruelle d'Ostrozhny et dans le château de la prison. Les rues de la ville ont été embellies par plusieurs chapelles, créées selon les projets de l'architecte Ivan Nosovich, y compris une chapelle en bois sur la source de Saint Nicolas.

Sur la rue centrale de Barnaoul, le boulevard Moscou, une église militaire de Nicolas a vu le jour. Au début du XXe siècle, il existait une règle stipulant que dans les lieux de déploiement des troupes russes comptant au moins un bataillon, des églises militaires devaient être construites. À Barnaoul se trouvait un régiment de fusiliers, et pour la construction de l'église, le ministère de la Défense a alloué 36 000 roubles, et le projet d'une église en brique pour 630 personnes a été approuvé par l'Empereur Nicolas II.

Le 18 avril 1903, la douma municipale a attribué un terrain pour la construction de l'église à l'angle du boulevard Moscou et de la deuxième rue d'Altaï. Au printemps 1904, la consécration du site et la pose de la première pierre ont eu lieu. La construction a avancé rapidement grâce au financement et à la participation des soldats et des habitants locaux. En décembre de la même année, les murs et le toit étaient achevés, et en février 1906, l'église a été consacrée. Ici, les nouveaux recrues prenaient leur serment, et les habitants venaient à l'église pour prier.

L'église de Nicolas était visible de tous côtés, et sur son territoire se déroulaient des fêtes populaires, telles que la célébration du centenaire de la bataille de Borodino et le tricentenaire de la maison des Romanov. Dans les années 1930, l'église a subi le même sort que beaucoup d'autres : le clocher et le dôme ont été détruits, et le bâtiment a été utilisé comme club militaire. En 1992, l'église a été restituée à l'Église orthodoxe russe, et les services religieux ont repris.

Malheureusement, toutes les fresques et icônes ont été détruites, mais le temple a conservé certaines anciennes icônes, y compris l'image de la Sainte Mère de Dieu, sauvée de la destruction. Le temple abrite également une cloche fabriquée en 1903. L'église de Nicolas est progressivement restaurée : la peinture intérieure est terminée, un nouvel iconostase a été installé, et un clocher a été construit. La construction d'un dôme est prévue pour améliorer l'acoustique.

Le 4 juin 2006, le temple a célébré son centenaire. La veille de la fête, les ouvriers ont installé des tambours de dôme sur la tour. Le 21 mai 2007, l'évêque Maxime a consacré de nouvelles croix pour le temple.