L'église de saint Nicolas, mentionnée dans l'inventaire de 1626 comme « église de Nicolas le Miracle dans la ville », était à l'origine située sur la place de la ville dans la forteresse. Entre 1775 et 1779, elle a été déplacée à son emplacement actuel dans le quartier de Kozya, construite en pierre grâce à des dons publics.

À l'origine, l'église était petite et à un autel. En 1844, une partie de la réfectoire a été ajoutée avec deux chapelles en l'honneur de l'icône de Tikhvin de la Mère de Dieu et des saints de Moscou Pierre, Alexis, Ion, Philippe et Hermogène, ainsi qu'un clocher qui est devenu la dominante de l'ensemble. Celui-ci, conforme aux traditions de l'architecture russe ancienne, s'harmonise parfaitement avec l'ancienne église.

L'église est réalisée dans le style du classicisme provincial. À un cube à deux fenêtres avec voûte en croix et une coupole, s'ajoute un volume abaissé de l'autel avec une large abside, une voûte semi-circulaire et des arcs de décharge latéraux. L'autel est séparé de l'église par un mur de pierre aveugle avec trois passages en arc. La réfectoire et le clocher sont construits dans un style éclectique. L'église a une forme cubique (sans réfectoire) avec un toit à quatre pentes et un dôme semi-circulaire. Le clocher est à trois niveaux, sous la forme d'un pilier massif avec une grande coupole en forme d'oignon.

L'aménagement de l'église est en grande partie lié à un bourgeois kalougien, Fiodor Andronovitch Izvekov, ancien chef de l'église, qui a fait don d'objets et d'argent à hauteur de 600 roubles. Entre 1899 et 1900, grâce à ses fonds, la réfectoire a été rénovée, les murs de l'église ont été repeints (les fresques ont été conservées jusqu'en 1983), et les iconostases ont été dorées. Entre 1905 et 1906, les sols ont été recouverts de carreaux de Metlakh.

En 1848, une école paroissiale a été ouverte près de l'église.

Depuis le 17 juillet 1935 jusqu'à sa mort en martyr en 1937, le prêtre martyr archimandrite Ioannikiy (Dmitriev) était le supérieur.

L'église de saint Nicolas possède un riche décor. Tous les iconostases ont été conservés. Le principal, haut, à cinq niveaux, a été créé à la fin du XVIIIe siècle. La plupart des icônes sont réalisées dans la tradition russe ancienne avec des éléments d'influence occidentale. Les iconostases à deux niveaux des chapelles contiennent à la fois des icônes modernes et plus anciennes. Dans la rangée locale de l'iconostase principale se trouve une ancienne icône de la vie de saint Nicolas, transférée de l'ancienne église en bois et particulièrement vénérée par les paroissiens. L'église abrite également des icônes provenant d'églises kalougiennes fermées. Devant le chœur droit, sur la sole, se trouve une icône de l'Annonciation de la Sainte Vierge datant de la première moitié du XVIIIe siècle, provenant de l'église de l'Annonciation détruite.

Parmi les icônes vénérées de l'église figurent : l'icône de saint Nicolas dans l'iconostase de la chapelle de Tikhvin, l'icône de Kalouga de la Mère de Dieu, l'icône de Kazan de la Mère de Dieu, l'icône de la Mère de Dieu « Soulage mes peines », l'icône des martyrs et confesseurs Gouriy, Samon et Aviv, l'icône de la Mère de Dieu de Korsun, l'icône des saints Zosime et Savvaty de Solovets.

L'archevêque de Lioudinov, Georgiy (Gryaznov) (1934-2011) est enterré dans la crypte de l'église.