En 1913, l'Empire russe célébrait le 300e anniversaire de la dynastie des Romanov, et les festivités s'étendaient à Yekaterinoslav. Les propriétaires de l'usine de Bryansk, la plus grande entreprise métallurgique de la ville, décidèrent de construire une cathédrale en l'honneur de saint Nicolas de Myre, le patron de l'empereur Nicolas II, pour souligner l'importance de l'usine. Les architectes Georgy Turovets et Eustaphy Konstantinovich élaborèrent le projet de la cathédrale Saint-Nicolas, connue sous le nom de « l'église de Bryansk ». Initialement, elle devait être érigée au centre de la ville, mais il fut décidé par la suite de la construire plus près de l'usine. La pose de la première pierre eut lieu le 21 février 1913, la construction dura 28 mois, et la cathédrale fut consacrée le 17 mai 1915.

La cathédrale devint l'un des plus beaux bâtiments d'Yekaterinoslav au début du XXe siècle. Des gens de toute la ville venaient pour la voir. L'architecture de la cathédrale combinait différents styles : des formes baroques, un décor néoclassique et des dômes orthodoxes. Une horloge fut installée dans le clocher. Turovets s'occupait de l'apparence extérieure, tandis que Konstantinovich s'occupait de l'intérieur et de l'iconostase. L'iconostase unique, long de 18 mètres et haut de 7 mètres, était si impressionnant que son image parut dans l'« Annuaire de la Société impériale des architectes et artistes » de 1914. L'artiste ukrainien Ivan Izhakevich peignit les murs de l'église. La cathédrale pouvait rivaliser avec les principales églises de la ville par sa taille et sa magnificence.

Malgré sa beauté, l'église avait un aspect inhabituel face aux bâtiments bas et aux cheminées d'usine. Cependant, les propriétaires de l'usine cherchaient à démontrer le prestige de l'entreprise devant l'empereur. En février 1929, la cathédrale fut fermée. Elle survécut aux temps de persécutions religieuses et subsista jusqu'à nos jours. Avant la guerre, le bâtiment abritait une exposition des produits de l'usine, une Maison des pionniers et une école de sport pour enfants. De 1941 à 1961, la cathédrale fut à nouveau utilisée pour des services religieux, mais ensuite elle fut remise aux autorités, et le bâtiment tomba en ruine.

En 1979, grâce aux efforts d'enthousiastes, la cathédrale fut inscrite au registre des monuments architecturaux protégés. Après restauration, elle fut transformée en Maison de la musique organique et de chambre. En 1986, les travaux de restauration furent achevés, et un orgue de 12 tonnes de la firme « W. Sauer » fut installé dans le bâtiment. En 1987, le premier concert eut lieu. Concernant le transfert du bâtiment à l'église, 21 audiences judiciaires eurent lieu. En 2006, des représentants de la firme d'orgues évaluèrent le coût du déménagement de l'instrument à 163 000 euros.

En mars 2011, le bâtiment passa à la communauté orthodoxe, qui s'engagea à maintenir le fonctionnement de la Maison de la musique organique. L'archevêque Irénée assura que l'orgue resterait dans l'église jusqu'à la construction d'un nouveau bâtiment pour lui. Depuis le 14 mars 2013, des services religieux réguliers ont lieu dans la salle de sous-sol de l'église.