La construction de la cathédrale de Nicolas de l'abbaye de Tchernostrov a commencé en 1812, mais dix ans plus tard, des fissures ont été découvertes dans les fondations, et la cathédrale a été démolie jusqu'à la base. Un nouveau temple dans le style classique a été posé en 1825 et achevé en 1843. Le principal autel a été consacré le 26 août 1843. La hauteur du temple est de 47 mètres. L'architecte exact de la cathédrale est inconnu, mais il est supposé qu'il pourrait s'agir d'A. L. Vitberg, selon le projet de qui a été construite l'église du Christ Sauveur à Moscou.

La cathédrale de Nicolas a trois autels, disposés les uns au-dessus des autres : au premier étage se trouve l'autel de Tous les Saints, consacré en 1876, au deuxième, celui de saint Nicolas, et dans les chœurs, un autel en l'honneur de la Transfiguration du Seigneur, consacré en 1849. Une galerie est adjacente à la cathédrale, où un escalier mène à la plateforme inférieure de l'abbaye, où se trouve l'entrée de l'église de Tous les Saints. Le dôme du temple est soutenu par quatre colonnes avec des chapiteaux de l'ordre corinthien, et le centre du bâtiment forme une vaste rotonde. La construction de la cathédrale a été financée par les participants de la guerre de 1812.

Après la fermeture de l'abbaye en 1920, la cathédrale de Nicolas est restée le seul temple actif sur ce territoire. En 1939, une exposition du musée de 1812 y a été ouverte, mais après la Grande Guerre patriotique, elle a été transférée dans une chapelle. Dans les locaux de la cathédrale se sont successivement installés un institut technique, un club d'échecs, une école d'art et une boulangerie. Avec le temps, l'abbaye est tombée en ruine, mais ses constructions ont été préservées depuis le XIXe siècle. En 1991, la restauration de l'abbaye a commencé, et aujourd'hui, la cathédrale de Nicolas est entièrement reconstruite.