Initialement, à cet endroit dans le faubourg de Strelets, se tenait une église en bois de Kazan avec un seul autel, consacrée le 31 août 1651. Pas avant 1708, une église de Nicolas a été ajoutée du côté est de l'église de Kazan, et elle est devenue à deux autels. En 1768, une église en pierre de plain-pied et un gardien ont été construits. Après la construction de la maison du gouverneur à proximité, l'église de Nicolas a été surnommée l'église du palais. Entre 1792 et 1796, l'église de Kazan, en mauvais état, a été remplacée par une église en pierre chaude, consacrée le 9 mai 1796.

L'architecture de l'église combinait des éléments du style russe, tels que des zakomars, des kokoshniks, des dômes en forme de tente et en oignon, ainsi que des formes du baroque russe. Cela lui donnait un aspect original, mais sans excès de couleur, tout en respectant une stricte harmonie, beauté et solidité. L'auteur du projet est resté inconnu. Entre 1796 et 1801, l'église de Nicolas froide a été reconstruite, consacrée le 25 août 1801. Les deux parties, chaude et froide, existaient comme des temples séparés sans entrée commune. La partie chaude, située à l'ouest, était dédiée à l'icône de Kazan de la Mère de Dieu, tandis que la froide, à l'est, était dédiée à saint Nicolas de Myre. Cela explique la présence de deux noms pour l'église. Le 23 août 1836, lors de sa visite à Simbirsk, Nicolas Ier a écouté ici la Divine Liturgie. Le 19 août 1864, l'église a été gravement endommagée par un incendie et a été restaurée en 1866. Dans la seconde moitié du XIXe siècle, elle a été réparée et rénovée à plusieurs reprises, mais a toujours été considérée comme la plus belle de la ville. En 1870, V.I. Oulianov (Lénine) y a été baptisé. Le 9 mai 1875, une fraternité de saint Nicolas le Miracleux a été fondée auprès de l'église, destinée à embellir le temple et à aider les élèves nécessiteux des établissements d'enseignement de la ville. La fraternité a pris sous son aile les élèves de la nouvelle école militaire. Après la construction d'une église de maison dans l'école en 1879, la fraternité a été rattachée à cette église. En 1882, l'église occupait une superficie de 158 verges carrées, et sa paroisse comptait 1378 personnes en 1916. L'église faisait partie des monuments architecturaux protégés d'Oulianovsk.

En avril 1930, l'église était encore en activité et appartenait au mouvement rénovateur. En juin 1930, les cloches, pesant au total 237 pouds 20 livres, ont été retirées et confisquées. Il y avait 9 cloches dans le clocher, la principale pesant 138 pouds. L'église a été fermée en 1931.