Изначально жители деревни Николаевской относились к приходу Галкинской Царе-Константиновской церкви до 1864 года. Из-за удаленности и неудобства дороги они выразили желание создать свой приход и церковь в 1862 году. В том же году было разрешено строительство деревянной церкви во имя Святителя Николая Мирликийского Чудотворца. В 1863 году Екатеринбурский мещанин Вонифатей Иванов Корешков начал строительство.

С 1865 года деревня стала селом, образовав самостоятельный приход с собственным священником и псаломщиком, который включал 541 мужчину. В 1874 году к Николаевскому приходу присоединились деревни Шадринского уезда: Кнутово, Малый Пуктыш и Чудняково. В 1875 году приход состоял из села Ново-Николаевское и 38 деревень с 395 дворами, 1573 мужчинами и 1642 женщинами.

До 1917 года на средства прихожан было возведено каменное здание церкви Николая Чудотворца в нововизантийском стиле, заменившее сгоревшую деревянную церковь. При храме действовала церковная школа. Центральной частью композиции является восьмигранный объем с купольной ротондой и главкой. К трапезной примыкает притвор с двумя ярусами колокольни, сохранившей луковичное завершение. На прилегающей территории сохранились две кирпичные постройки, вероятно, по углам церковной ограды, а также старинное архитектурное сооружение.

В 1930-х годах, в период гонений на православие, церковь в селе Николаевка была закрыта, а все ценности вывезены. Долгое время полуразрушенный храм оставался заброшенным. В 1990-х годах аварийные помещения вернули верующим. Церковь находится в разрушенном состоянии: отсутствуют окна и двери, разрушаются кирпичные стены, фрески не сохранились, на крыше и колокольнях растет трава. Жители села скашивают траву вокруг церкви, но восстановление не планируется.