Au XVIIIe siècle, l'église était appelée l'église de Nicolas "qui se trouve derrière le rempart" ou "qui se trouve derrière la ville", et parfois "qui se trouve dans le faubourg de Paltsov", du nom des marchands Paltsov. Au milieu du XIXe siècle, pour la distinguer des autres églises de Nicolas le Miracleux à Tula, le nom "qui se trouve derrière le rempart" est resté, bien que le rempart, qui passait par l'actuelle rue Sovetskaya, ait disparu à la fin du XVIIIe siècle. Ce nom a été conservé jusqu'à nos jours. Selon certaines données, un temple en bois a été construit ici en 1600, et la construction du bâtiment en pierre a commencé en 1703. En 1705, l'église inférieure dédiée à Nicolas le Miracleux a été achevée, et en 1712, l'église supérieure dédiée à l'icône de Vladimir de la Mère de Dieu. Les icônes de l'église ont été copiées à partir des images de la cathédrale de l'Assomption du Kremlin de Moscou et d'autres anciennes icônes moscovites. L'église supérieure était froide, tandis que l'inférieure était chaude. L'église était appelée à la fois Nicolasaval et Vladimirskaya.

Les principales donations pour la construction de l'église en pierre ont été faites par Simeon Yakovlevich Gubin, ainsi que par les Paltsov, Druzhinins, Ksenofontovs et Sabinins. En 1770, une chapelle dédiée à Nila Stolbensky a été ajoutée à l'église inférieure, qui a été déplacée sur le côté droit en 1826, et en 1835, une chapelle dédiée à l'archidiacre Étienne a été aménagée sur le côté gauche. En 1831, une chapelle dédiée à Kirik et Iulita est apparue dans l'église supérieure, et en 1832, une autre dédiée à saint Mitrophane de Voronej, où était conservée une partie de son omophore. La chapelle a été aménagée par le marchand M. I. Fedurkin. Le clocher en pierre a été construit en 1833 grâce aux fonds d'Ivan et Alexandre Tatarinov. Il comportait sept cloches, la plus grande pesant 100 pouds et ayant été fondue à Moscou en 1794. Le 1er avril 1800, l'église a été endommagée par une inondation, l'eau a submergé l'église inférieure, et certaines parties ont été endommagées. L'église a été à plusieurs reprises inondée, mais sans conséquences graves. En 1851 et 1856, un bâtiment en pierre de deux étages avec un aile a été construit près de l'église à la place d'un hospice d'un étage, connu depuis 1782. Le rez-de-chaussée abritait l'hospice, tandis que l'étage supérieur et l'aile étaient loués. Les fonds récoltés étaient destinés à l'entretien de l'église et de l'hospice, qui était prévu pour 20 personnes. À l'origine, il était destiné aux pauvres, mais en 1862, il est devenu un lieu pour les pauvres de la classe spirituelle. En 1895, une école paroissiale a été ouverte près de l'église. Sur le plan de Tula de 1891, la rue où se trouvait l'église était appelée Vladimirskaya, et sur le plan de 1908, Nikolozavalskaya. En 1927, la rue a été renommée rue Voïkov. L'église Nikolozavalskaya a été fermée par décision du présidium de l'exécutif régional de Tula le 19 février 1924.

D'un document, il ressort que l'église a été scellée un an avant sa fermeture officielle. Par la suite, les autorités prévoyaient de démolir le bâtiment, mais cela ne s'est pas produit, car des documents d'institutions liquidées ont été amenés à l'église, et il n'y avait nulle part où les mettre. Depuis 1926, le bâtiment abritait l'archive régionale de Tula. En 1991, le bâtiment de l'église a été reconnu monument historique et culturel d'importance régionale. En septembre 2014, l'église a été restituée aux croyants, et des travaux de restauration y sont actuellement en cours.