На протяжении почти трёх веков в центре города, на возвышенности при въезде в Далматово с юга, стоит приходская Николаевская церковь. В середине XVII века у стен Далматовского монастыря возникло поселение "Слобода служняя", которое в 1691 году стало селом Николаевским. В 1658 году здесь была построена первая, а в 1673 году вторая деревянная церковь во имя Святителя Николая Чудотворца. С возведением храма был образован приход, включавший Служнюю слободу и окрестные деревни. В середине XVIII века деревянная церковь обветшала и стала тесной для увеличившегося числа прихожан, поэтому было решено построить каменный храм.

Каменная Николаевская церковь возводилась на месте второй деревянной в 1754-1763 годах на средства прихожан и монастырских крестьян. Однако вскоре неотапливаемая каменная церковь перестала удовлетворять верующих. В 1770-1776 годах с северной стороны был пристроен отапливаемый северный придел во имя трёх святителей: Василия Великого, Григория Богослова и Иоанна Златоуста.

В середине XIX века снова встал вопрос о расширении церкви, и в 1858-1860 годах с южной стороны был добавлен придел во имя святителя Димитрия Митрополита Ростовского с трапезной, притворами и папертью.

Окончательная достройка Николаевской церкви завершилась в июне 1822 года. Вокруг церкви возвели кирпичную ограду, внутри которой находилось кладбище для священнослужителей и членов их семей. На этом кладбище, в 20 метрах от восточной калитки, рядом с мужем, священником Никифором Черемухиным, похоронена Павла Иоасафовна Черемухина, основательница первой школы для девочек и родоначальница династии учителей с общим стажем более тысячи лет.

Во время Гражданской войны в 1918 году священники Владимир Сергеев и Александр Сидоров, а также дьякон Василий Ситников погибли мученической смертью. Бывший красноармеец А.Н. Грязных вспоминал, как они, готовясь к встрече с белогвардейцами, заметили конную разведку и цепь противника. Вдруг колокольный звон нарушил тишину, предупреждая об опасности. Это был сигнал, устроенный священниками, которые пожертвовали собой, чтобы спасти других. Вскоре звон прекратили выстрелами, а священников схватили. Сергеева и Сидорова расстреляли на месте, а Ситникова убили по дороге в село Катайское.

Решением Священного Синода от 17 июля 2002 года эти священномученики были прославлены в Соборе новомучеников и исповедников Российских. Город Далматово обрел в их лице особых заступников.

В 1934 году церковь была закрыта советскими властями, её облик изменился: колокольня, купола и ограда были разобраны. В советское время здание использовалось под кинотеатр, Дом культуры, спортивную школу, склады, библиотеку и флюорографический кабинет. С 1980 по 2012 год в здании размещался краеведческий музей.

В 50-е годы XX века Николаевская церковь стала объектом изучения как памятник архитектуры XVIII века. В 1960 году её объявили памятником архитектуры республиканского значения. В начале 1980-х годов учёные Свердловского архитектурного института провели исследования, составив планы и описания здания. Николаевский храм ценен своим декором, выполненным в традициях уральской архитектуры XVIII века. Внутреннее убранство храма почти не сохранилось, но в южном приделе восстановлены медальоны и изображение апостола Павла.

Сейчас здание передано Шадринской епархии Русской Православной Церкви. В южном приделе читаются акафисты Святому Николаю Угоднику. Жизнь церкви продолжается, предстоит большая работа по восстановлению храма, реставрации фасадов и интерьеров, восстановлению колокольни и пятиглавия. Паломнические и туристические маршруты давно ведут к стенам Далматовского монастыря. Надеемся, что вскоре будет восстановлена и Николаевская церковь, первый каменный приходской храм Шадринского уезда.